专利名称：一种新型高效波节管热交换锅炉的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种新型高效波节管热交换锅炉，是涉及工业及民用采暖所用热水和蒸汽锅炉的燃烧设备，这是由波节换热管进口、波节换热管出口、锅筒外壳、水管、管束、管排、封头组成的，并与供热管网连通、实现自我闭路循环系统，提高热效率的新型锅炉设备。
现有锅炉，主要采用锅炉内水与供热管网中的水通过管路连接在一起，形成一个供暖水循环系统，这一系统存在着许多缺点。
一、锅炉本体氧腐蚀严重。这是由于热循环网难以完全密闭，热网需经常补水，循环水中存在相当浓度的溶解氧，造成锅炉中的氧腐蚀一直是一个技术难题，如果增加除氧设备，则增加相当大的投资，也很难彻底解决氧腐蚀问题。
二、水垢影响锅炉热效率。由于热网循环水流量大，经过水处理装置处理的水仍有一定浓度的铁离子、钙镁离子和部分杂质被带进锅炉，结成水垢，因而使锅炉热效率随着使用时间的延长而降低。
三、结露造成锅炉低温腐蚀。由于锅炉运行过程中对流受热面的结露现象，产生低温腐蚀，积灰堵灰，严重影响传热效果。
四、安全隐患多。由于热网循环存在丢水、跑水现象，因而对锅炉运行产生极不稳定因素，甚至严重时将会发生安全事故。
针对上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的，在于设计一种高效、不结垢、耐腐蚀、热效率高、运行安全的波节管热交换锅炉，并以延长使用寿命。
本实用新型的技术原理是对现有热水、蒸汽锅炉本体的锅筒内部空间进行技术改造。其主要特征是在锅筒内装有进出口两端与循环热网连通的波节换热管。
该技术形成的新型高效波节管热交换锅炉是在原有蒸汽锅炉结构的锅筒内，设置波节热交换管管束和管排，并在它的进出口两端与锅炉外的热网连通，与给水管路共同构成热网的闭路循环系统和锅炉水在炉体内构成闭路循环系统。这两条水循环系统在锅炉的锅筒内交换热量后，通过热交换波节管管束和管排的冷水被交换成热水，输送到热网中供热，同时锅筒内的蒸汽、热水又不断转变成冷凝水，回到锅炉集箱。采用上述技术结构，解决了在水循环过程中产生的氧气和杂质带回锅炉的这一大难题，使锅炉内保持水质清洁，不结垢，耐腐蚀。由于该技术采用蒸汽锅炉的基本结构，消除了结露现象，所以不会引起由于结露而产生的低温腐蚀，积灰堵灰等问题。同时，该技术是采用锅炉锅筒内的沸腾水进行换热，基本避免了汽相的产生，从而降低了锅炉本身工作压力，形成无压运行，解决了锅炉本身因压力过高和缺水产生的不安全隐患。
本实用新型的优点在于在设计锅炉时，采用该技术可不设水处理设备和除氧装置，节省了设备投资，可降低锅炉用料的强度值和材质的腐蚀裕度系数，可大大降低能源消耗，节省管理费用、维修费用和占地面积，大幅度地降低成本。
采用高效波节管热交换锅炉的关键在于其主要部件是波节换热管。这是用不锈钢、铜合金、碳钢无缝管加工成型的，本身不生锈、不结垢，坚固耐用，可塑性强，具有防振抗振能力，传热导热系数极佳，运行安全可靠。
图1为本实用新型高效波节管热交换锅炉的结构示意图。
图2为图1的A-A旋转放大向视图。
图2中I为波节管排之放大。
图1中1为波节换热管进口、2为波节换热管出口、3为管束、4为锅筒外壳、5为炉墙、6为水管、7为炉膛、8为炉门、9为炉排、10为清灰门、11为集水箱、12为积灰室、13为锅炉进水口，图2中14为管排、15为封头。
对照上述附图标记作以下说明。在锅炉锅筒内安装有新型高效波节换热管管束(3)和管排(14)，波节换热管进口(1)与通过锅炉烟气出口的省煤器进水管连接；波节换热管出口(2)与热网进水管连接；热网回水管与进水管连接，形成热网循环系统。设计封头(15)以便于波节换热管的安装和维修。
附图上述标记即是本实用新型高效波节管热交换锅炉的主要发明内容。图1中的锅筒外壳(4)、炉墙(5)、水管(6)、炉膛(7)、炉门(8)、炉排(9)、清灰门(10)、集水箱(11)、积灰室(12)、锅炉进水口(13)均保留了锅炉的原来结构不变，不另作说明。
结合上述附图将本实用新型运行的基本机理及其特点作进一步说明。
锅炉锅筒内安装新型高效波节换热管的基本机理及特点在于1、锅炉锅筒内安装新型高效波节换热管使锅炉在运行过程中具有明显强化传热的机理特点，充分利用自身能量即可降低管内外的污垢系数，提高传热系数K，一般情况下，由于采用了薄壁不锈钢(铜)管，在沸腾换热过程中，可使K值达到4000w/m2C°以上。
2、防垢防堵性能好，由于管内和管外的充分扰动，使流道内流体的密度与深度沿流线法线方向是均匀的，然而使水中分出的生垢离子和其他杂质均没有沉积或形成垢的条件，使流道保持畅通。
3、防振能力强，由于换热管是波节型，自身带有可塑性，没有象刚体那种固有的自身振动频率，因此，换热管束和管排在锅筒内具有较强的抗振动抗干扰能力。
4、热膨胀能力强，由于换热管采用波节管形式，每个波节都有适应于热胀冷缩的能力，因而不需设置膨胀环之类的部件，运行起来安全可靠。
5、波节换热管的制造质量容易得到保证。由于流道是周期性变化，规律性强，适合于简单的制造工序，质量容易得到保证，造价低。
6、波节管的结构形式及优化尺寸。波节管的结构呈等量节波纹状形式，其优化尺寸是波峰高度为d2，波谷高度为d1；波峰长度为L2，波谷长度为L1，即d2/d1＝1.25～1.8倍L2/L1＝0.8～2.5倍那么L1/d1＝0.2～1.0倍上述优化尺寸的波节换热管，目前已经在换热器、冷凝器与交换设备中发挥了良好的特性效果。
本实用新型广泛应用于工业及民用采暖热交换锅炉，提供明显的社会效益。
权利要求1.一种新型高效波节管热交换锅炉，其主要特征是在锅炉内部空间设计安装与循环热网连通的波节换热管进口(1)和波节换热管出口(2)，同时设置有高效波节换热管管束(3)和管排(14)，并与锅筒外壳(4)、水管(6)、封头(15)等构成供热管网，实现自我闭路循环系统。
2.如权利要求1所述的一种新型高效波节管热交换锅炉，其特征在于锅炉的锅筒内部空间设置有波节换热管管束(3)和管排(14)。
3.如权利要求1所述的一种新型高效波节管热交换锅炉，其特征在于锅炉的锅筒出口处设置有封头(15)，便于波节换热管的安装和检修。
专利摘要本实用新型是一种新型高效波节管热交换锅炉。这是在锅筒内设置高效波节换热管管束和管排,是与波节换热管进口、出口、锅筒外壳、水管、封头组成的,并与供热管网连通,实现自我闭路循环,达到锅炉水净,不结垢不结露,安全运行,减轻氧腐蚀,提高锅炉使用寿命,节省水处理设备和除氧设备的投资。采用该技术波节换热管,实现了强化传热供暖机理,节省锅炉的维修工作量,提高热效率的新型锅炉设备。广泛适用于工业与民用供热。
文档编号F22B21/00GK2296448SQ9720536
公开日1998年11月4日 申请日期1997年2月27日 优先权日1997年2月27日
发明者孟庆凯 申请人:孟庆凯