汽-水交换型蓄热电锅炉的制作方法

本实用新型涉及锅炉设备，尤其涉及汽-水交换型蓄热电锅炉。

背景技术：

目前，锅炉厂生产的电热锅炉，锅炉本身没有蓄热功能，加之水温度最高在90℃，需利用常压水箱蓄热，能效很低，无法实现高温蓄热的目的。因此，电锅炉常压蓄热系统体积庞大，占地面积大，运行费用较高。

技术实现要素：

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供了汽-水交换型蓄热电锅炉，与电锅炉常压蓄热系统相比具有高效、蓄热量高、运行费用低、维护工作量低、无污染及综合投资最佳等优点，它应用于大型建筑空调采暖、生活热水供应及工业过程加热。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种汽-水交换型蓄热电锅炉，具体为：

包括储热水罐、电加热器、弧形挡板、布水器、热交换器和冷凝水回收装置；

所述电加热器设置于储热水罐中，所述电加热器的外部装有2个长方形的弧形挡板，所述电加热器位于弧形挡板的下部，所述储热水罐的上方顶部设置蒸汽出口，所述储热水罐的下部安装布水器，所述冷凝水回收装置连接一补水泵，所述布水器的进水管与冷凝水回收装置的补水泵连接，所述热交换器的加热侧入口与蒸汽出口的管道连接，所述热交换器的加热侧出口于冷凝水回收装置的入口连接，冷凝水通过冷凝水回收装置从储热水罐的进水管返回储热水罐内部。

上述的汽-水交换型蓄热电锅炉，其中：所述热交换器加热侧的进水管道上装有蒸汽流量调节阀，所述热交换器被加热侧的出水管道上装有温度传感器的温包，所述储热水罐的上部一侧设置水位控制器，所述储热水罐通过补水泵补水。

上述的汽-水交换型蓄热电锅炉，其中：所述电加热器沿储热水罐的轴线均布，或者所述电加热器布置在储热水罐顶端的一侧。

上述的汽-水交换型蓄热电锅炉，其中：所述冷凝水回收装置包括进水管，进水管旁侧设置排气管，所述进水管的下方设置出水管，所述排气管的旁侧设置溢水管；所述进水管、排气管的下方设置冷凝水回收储水罐，所述溢水管设置在冷凝水回收储水罐上，所述出水管上设置一水泵。

上述的汽-水交换型蓄热电锅炉，其中：所述补水泵设置一动力气源。

本实用新型相对于现有技术具有如下有益效果：

1、电锅炉与蓄热管体一体化设计与制造，节省了现场安装工作量及时间；

2、夜间低谷电时段锅炉蓄热运行，蓄热量实现最大化，满足白天避峰运行；

3、与常规电锅炉蓄热系统相比，在蓄热容积相等的条件下，其蓄热量是常压蓄热系统3倍以上，或在蓄热量相等的条件，其体积只有常压蓄热体积的三分之一，它的费用更低，投资回收时间更短。

4、蓄热锅炉结构设计优化，实现内部自循环及外部强制循环同步，水温上升速度快，蓄热量达到最高，克服了加热死角及温度不均带来的蓄热量不足；

5、可靠性高，所储存热能在任何时候，都能使用要求、瞬时需要及应急备用。

附图说明

图1为汽-水交换型蓄热电锅炉的结构示意图。

图2为图1汽-水交换型蓄热电锅炉A-A剖面的结构示意图。

图3为汽-水交换型蓄热电锅炉的结构示意图。

图4为图3汽-水交换型蓄热电锅炉A-A剖面的结构示意图。

图5为冷凝水回收装置结构示意图。

图6为补水泵结构示意图。

图7为定压装置结构示意图。

图8为本实用新型技术方案的的结构示意图。

图9为图8本实用新型技术方案A-A剖面的结构示意图。

图中：

1水位控制器 2储热水罐 3回水总管 4循环挡板 5流量调节阀 6热交换器 7温包 8电加热器 9喷水总管 10闸阀 11逆止阀 12 循环水泵 13安全阀 14冷凝水回收装置 15定压装置 16进水管 17排气管 18溢水管 19出水管 20补水泵 21动力气源 22定压泵23泄压阀 24罐体 25隔膜 26通气管 27压力传感器 28控制箱

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

本实用新型技术方案是一种高温蓄热电锅炉及系统，由储热水罐2、电加热器8、锅炉控制系统、流量调节阀5、变频水泵、冷凝水回收装置 14，高温蓄热电锅炉分为汽-水交换型以及设有定压装置15的水-水交换型。储热水罐2内安插电加热器8，电加热器8均布于储热水罐2下部浸没在水中，在电加热器8侧面安装有长方形弧形的循环挡板4，电加热器 8置位于循环挡板4下方。在储热水罐2底部装有布水器，布水器总管上布有扇形喷水孔，布水器分布在喷水总管9上，喷水总9与储热水罐2外的补水泵20连接。储热水罐2出口管道与流量调节阀5或变频水泵、热交换器6加热侧进口连接。热交换器6加热侧出口管道与冷凝水回收装置 14(汽-水交换型)或定压装置15(水-水交换型)进口连接，并回到储热水罐2进水口。温度传感器的温包7装在热交换器6被加热侧的出口管道上，锅炉控制根据反馈的温度信号，控制调节阀或变频水泵的流量，此时，储热水罐2可实现蓄热、放热或边蓄边放等工作模式。储热水罐2上部一侧装有水位控制器与储热水罐2连通，发出低水位信号，补水泵20即向储热水罐2补水。

在储热水罐2处于蓄热模式时，罐内的热媒水经电加热器8加热，形成自然循环与罐外的水泵循环相互结合，加速电加热传热换热，热媒水温度均匀上升，并转为热量储存。在锅炉处于放热或边蓄边放模式时，循环流动的热媒水经热交换器6向用户端供暖后返回罐体，储热水罐2内的热媒水释放热量同时温度逐渐下降，直至热量耗尽。蓄热电锅炉夜间电谷电蓄热，白天峰电时段供热，大幅减少运行费用，适用于实行峰谷电价的单位冬季采暖与生活热水供应以及蒸汽供应。

本实用新型技术方案是一种高温蓄热电锅炉及系统为汽-水交换型，另外还包括一种水-水交换型。

汽-水交换型由储热水罐2、电加热器8、循环挡板4、布水器、流量调节阀5、热交换器6及冷凝水回收装置14组成。汽-水交换型分为卧式与立式，而以电加热器8布置形式分为以下二种特征：

第一种形式特征在于：电加热器8沿储热水罐2轴线均布于罐体中，在电加热器8外侧装有二个长方形弧形的循环挡板4，电加热器8则装在循环挡板4下部，蒸汽出口位于储热水罐2上方顶部，布水器安装在罐内下部。布水器进水管与冷凝水回收装置14的补水泵20连接。储热水罐2 蒸汽出口管道与热交换器6加热侧入口连接，热交换器6加热侧出口管道与冷凝水回收装置14的入口连接。冷凝水通过冷凝水回收装置14从储热水罐2的进水管返回到储热水罐2内，被加热产生蒸汽，蒸汽从储热水罐 2蒸汽出口进入热交换器6加热侧。热交换器6加热侧进口管道上装有流量调节阀5，调节蒸汽流量，其温度传感器的温包7装在热交换器6被加侧的出口管道上，根据温度调节蒸汽流量。储热水罐2上部一侧装有水位控制器，1发出低水位信号，通过补水泵20向储热水罐2补水。

第二种形式特征在于：电加热器8在储热水罐2顶端一侧布置，电加热器8一侧装有一个长方形弧形的循环挡板4，电加热器8装在循环挡板 4下部，蒸汽出口位于储热水罐2上方顶部，布水器安装在罐内下部，布水器分布在喷水总管9上，布水器进水管与冷凝水回收装,14的补水泵20 连接。储热水罐2蒸汽出口管道与热交换器6加热侧入口连接，热交换器 6加热侧出口管道与冷凝水回收装置14入口连接；冷凝水通过冷凝水回收装置14从储热水罐2的进水管返回储热水罐2内，被加热产生蒸汽，蒸汽从储热水罐2蒸汽出口流入热交换器6加热侧。热交换器6加热侧入口管道上装有流量调节阀5，调节蒸汽流量，其温度传感器的温包7装在热交换器6被加侧的出口管道上，根据温度调节蒸汽流量。储热水罐2上部一侧装有水位控制器1，发出低水位信号，通过补水泵20向储热水罐2补水。

第二种蓄热电锅炉，水-水交换型，由储热水罐2、电加热器8、循环挡板4、布水器、变频水泵与流量调节阀5、热交换器6及定压装置15组成。水-水交换型的蓄热电锅炉分为卧式与立式，而以电加热器8布置形式分为以下二种特征。

第一种形式特征在于：电加热器8沿储热水罐2轴线均布，在电加热器8侧面装有二个长方形弧形的循环挡板4，电加热器8装在循环挡板4 下部，出水管位于储热水罐2，布水器安装在储热水罐2下部。布水器总管设有扇形喷水孔，布水器进水管与定压装,15的补水泵20连接(补水泵 20即是用于定压装置15的定压泵22)。储热水罐2上部出水口管道与热交换器8加热侧入口连接，热交换器6加热侧出水口管道与储热水罐2进水口连接，且并连定压装置15。从热交换器6流出返回到储热水罐2的冷水，被加热后向上自然循环，又从储热水罐2上部出水口流出通过变频水泵进入热交换器6。热交换器6加热侧入口管道上装有流量调节阀5，实现内部循环加热或外部热交换器换热同步。其温度传感器的温包7装在热交换器6被加热侧的出口管道上，根据温度调节热媒水流量。储热水罐2 上部装有水位控制器1，发出低水位信号，通过补水泵20向储热水罐2补水。

第二种形式特征在于：电加热器8在储热水罐2顶端一侧布置，电加热器8一侧装有一个循环挡板4，电加热器8装在循环挡板4下部，出水管安装位于储热水罐2上部，布水器安装在储热水罐2下部，布水器总管上设有扇形喷水孔。布水器进水管与定压装置15的补水泵20连接。储热水罐2上部出水口管道与热交换器6加热侧入口连接，热交换器6加热侧出口管道与储热水罐2进水管连接，且并连定压装置15。从热交换器6流出返回到储热水罐2的冷水，被加热后向上自然循环，又从罐体上部出水口流出通过变频水泵进入热交换器6。热交换器6加热侧入口管道上装有流量调节阀5，实现内部循环加热或外部热交换器换热同步。其温度传感器的温包7装在被加热侧的出口管道上，根据温度调节热媒水流量。储热水罐2上部装有水位控制器1，发出低水位信号，通过补水泵20向储热水罐2补水。

本实用新型的目的是设计一种新型的蓄热电锅炉，这种电锅炉是将电加热器8与储热水罐2结合为一体，利用夜间低谷电时段，由电加热器8 将储热水罐2内的热媒水加热至150℃以上，以热能形式储存在储热水罐 2中，供白天峰电时段使用。由于这种锅炉蓄热温度高，同等蓄热量锅炉体积大幅减小，或同等体积锅炉的蓄热量大幅提高，大大降低了投资费用和节省了运行费用。

本实用新型蓄热电锅炉(汽-水交换型)，蓄热锅炉的蒸汽出口与热交换器6加热侧进口连接，热交换器6加热侧出口管道与冷凝水回收装置14 入口连接；蒸汽经热交换器6换热后，其冷凝水流入冷凝水回收装置14，冷凝水又从冷凝水回收装置14出口返回到储热水罐2内。冷凝水返回到储热水罐2内，经加热产生蒸汽。

水-水交换型，锅炉热水出口与热交换器6加热侧进口连接，热交换器 6加热侧出口管道与储热水罐2入口连接，且并联定压装置15。热水经热交换器6换热后，流回到储热水罐2内，循环挡板4内侧的热媒水升温后与循环挡板4外侧冷水因温差形成自然循环，提高电加热器8表面的加热速度，增强自然对流传热效果，外部增设了水泵循环，使罐内水自然循环与外部机械循环同步，进一步加强了传热效果，缩短加热时间，使罐内的温度场均匀上升，弥补了电加热器8尺寸相对较小加热不均的问题。

蓄热电锅炉的储热水罐2中装有循环挡板4，电加热器8加热后的水沿循环挡板上升，温度低的热媒水从循环挡板4下部进入，形成对流循环加热。为了提升电加热器8表面放热系数α值，增强传热效果，减少不匀加热时间，增加了循环水泵12，水从回水总管3吸入，经流量调节阀5从喷水总管9的进口射入罐内，增加热交换器6表面水流速度，提高电加热器8表面的放热系数α值，从锅炉流出的热水经热交换器6提供用户空调采暖及生活热水供应。

汽-水交换型，上部设有蒸汽管道，一般蓄热电锅炉压力在0.7MPa以上，因为压力越高，蓄热量越大，达到同样蓄热量体积越小。蒸汽管道一方面可供蒸汽用户使用用汽，另一方面通过热交换器6提供热水供暖或生活热水。热水温度通过自力式流量调节阀5进行控制。热交换器6加热侧的凝结水通过冷凝水回收装置14打入蓄热锅炉内循环加热，这样可以节约能源。另外，一般蓄热电锅炉都在晚上利用谷电加热，白天峰电时段使用，尽量少用白天峰电，本实用新型技术方案降低用户运行费用，对发电厂用电负荷削峰填谷及发电机的均匀发电有益。

本实用新型技术方案的原理为：

自然循环：

由于高温区热水温度与低温区热水不一样，致使两区域热水存在密度差，于是形成高温区热水自然上升，低温区热水自然下降，形成一个逆时针方向的自然循环。

强制循环：

回水进入储热水罐2底部回水总管3，通过管上平均分布的小孔喷射进入炉内，回水总管3左侧端部为旋流装置，回水通过它在锅炉左侧端部形成的旋转涡流，向右端旋转推进，在流动过程中涡流强度渐弱，再通过上部出水管19上的小孔流出锅炉本体，经过循环水泵4、旁通管流到回水总管3，形成一个强制循环。

特点：

自然循环使水流对电加热器8形成冲刷，大大提高了换热效果，并使锅炉热效率提高，实践证明通过自然循环就可将锅炉加热至130℃。强制循环使炉内水循环更加充分，使水温均匀上升，蓄热量达到最高，克服了加热死角及温度不均匀带来的蓄热量不足。

另外，定压装置15、冷凝水回收装置14的具体结构为：

所述定压装置15包括一控制箱28，所述控制箱28连接补水泵20；还包括进水管16，所述进水管16的一端连接补水泵20，另一端连接一罐体24，所述罐体24上设置安全阀和通气管26，所述罐体24内设置隔膜 25，所述罐体24的下部设置进出水管，所述进出水管上设置泄水阀23；还包括一压力传感器27，所述压力传感器27连接进水管。

所述冷凝水回收装置14包括进水管16，进水管16旁侧设置排气管 17，所述进水管16的下方设置出水管19，所述进水管16的旁侧设置溢水管18。所述进水管16、排气管17的下方设置冷凝水回收储水罐，所述溢水管18设置在冷凝水回收储水罐上，所述出水管19上设置一水泵。当冷凝水回收储水罐里的水到一定量是，水泵就会启动。

汽-水交换型蓄热电锅炉，所述补水泵20还设置一动力气源21。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。