专利名称：余热发电锅炉的制作方法
技术领域：
本发明属于一种可以将低温热量转换成动能用于发电的锅炉，尤其 是余热发电锅炉。
技术背景现在常规的工业发电锅炉，是靠锅炉内产生压力加速分子运动，使 锅炉内的水蒸汽达到饱和状态而产生一定的压力，用于推动蒸汽机工作 带动发电机发电，把热能转换成动能再转换成电能。这种锅炉在工作的 过程中，锅炉内必须达到一定的压力才能使水蒸汽达到饱和状态，靠内 压达到饱和状态的蒸汽是通过水蒸发而得到的，由水吸入大于饱和蒸汽 的热量才能获得饱和状态的蒸汽，在产汽的过程中小于饱和蒸汽的热量 不能得到利用。专利申请200410058542.0的转炉煤气和余热蒸汽综合利用发电装 置，涉及转炉煤气和余热蒸汽的综合利用。该发明申请提出转炉煤气和 余热蒸汽综合利用发电装置是在以转炉煤气为燃料的燃料室、蒸汽发生 器、汽包、过热器及转炉余热锅炉的基础上，新增蓄热器和分汽缸，蓄 热器分别与汽包和分汽缸相连，分汽缸又与转炉余热锅炉蒸汽及其它波 动或非波动余热蒸汽汇总器相连，分汽缸通过过热器与汽轮发电机相 连，形成完整的闭路循环发电系统。通过蓄热器的储能调节，使之在转 炉煤气和转炉余热蒸汽多变的情况下，能向汽轮发电机输送压力、温度和流量都稳定的蒸汽，保证汽轮发电机持续稳定的发电。专利申请200520025918.8的利用低温余热的全流发电系统，是将吸 热盘管置于工业窑炉的尾部替代发电用锅炉，吸热盘管与调节阀、螺杆 膨胀机、冷凝器、水泵串接形成循环回路。全流发电机与全流螺杆膨胀 机同轴连接，在吸热盘管中置入高压不饱和液体介质吸收炉窑废气余 热，使之成为高温高压过热蒸汽，通过全流螺杆膨胀机膨胀做功，推动 全流发电机做功发电。工厂的余热排放温度在40(TC左右， 一般中压蒸汽机的工作压力要 求在40kgf/cm2，饱和蒸汽温度400°C;这种锅炉就不能实现40(TC低温 余热排放的回收利用，用低温余热40(TC来加热40(TC的饱和蒸汽是不 能实现的，工厂的余热发电也因此受到阻碍。 发明内容本发明的目的在于提出一种能够有效利用工业窑炉余热发电同时 节约投资的设备，即余热发电锅炉。实现本发明目的的措施在于炉体为立式结构，炉体内上部蒸汽增 压室与炉体顶部固定蒸汽出口连通，炉体底部固定下烟室，下烟室壁上 接通引风机接口，炉体内固定返流内筒，返流内筒呈夹层杯状，内外壁 之间呈常封闭状态，主烟道由炉体顶部接入炉体内，下穿过返流内筒内 壁形成开口向上的杯腔，主烟道下端烟道出口从该杯腔接入返流内筒 内，主烟道外壁与返流内筒内壁保持间隙形成向上开口的热套，导热管 固定于返流内筒外壁和炉体内壁之间，导热管上口穿过返流内筒上部壁 连通返流内筒内腔，导热管下口穿过底板与下烟室相通。本发明的优点在于主烟道内下行通道，返流内筒内常封闭空间中 的上行通道以及导热管内下行通道共同构成余热经行通道，有效的把低 温余热得到了充分的利用，直接加热蒸汽，加速水蒸汽的分子运动而膨 胀增压，获得更多的饱和状态的气体，满足了蒸汽机作要求的压力和饱 和蒸汽的温度，实现了低温余热的发电。
图1是本发明实施例1的示意图附图标记包括余热接入口 1、蒸汽出口2、主烟道3、蒸汽增压室 4、炉体5、导热管6、热套7、烟道出口8、导热管下口9、引风机接口 10、下烟室ll、出灰斗12、系统补水口 13、返流内筒14、导热管上口 15、安全阀接口 16。
具体实施方式
实施例1:设计炉体5为立式结构，炉体5内上部蒸汽增压室4与 炉体5顶部固定蒸汽出口 2连通，炉体5底部固定下烟室11，下烟室 ll壁上接通引风机接口 10，炉体5内固定返流内筒14，返流内筒14呈 夹层杯状，内外壁之间呈常封闭状态，主烟道3由炉体5顶部接入炉体 5内，下穿过返流内筒14内壁形成开口向上的杯腔，主烟道3下端烟道 出口 8从该杯腔接入返流内筒14内，主烟道3外壁与返流内筒14内壁 保持间隙形成向上开口的热套7，导热管6固定于返流内筒14外壁和炉 体5内壁之间，导热管上口 15穿过返流内筒14上部壁连通返流内筒14 内腔，导热管下口9穿过底板与下烟室11相通。主烟道3上口为余热接入口 1。返流内筒14呈圆筒状。炉体5顶部固定安全阀接口 16。返流内筒14坐落于下烟室11上。 返流内筒14底部连接出灰斗12，返流内筒14内底部久积烟尘由出 灰斗12打开后排出。出灰斗12成常闭状态。 下烟室l通过引风机接口 IO接通引风机。 炉体5外壁固定系统补水口 13。 蒸汽出口 2外接蒸汽轮机发电设备。炉体5内壁、返流内筒14以及导热管6间充满换热介质，比如水 等，在各导热管6间形成水夹层。主烟道3内下行通道，返流内筒14 内常封闭空间中的上行通道以及导热管6内下行通道共同构成余热经行 通道，导热管6内的烟气热流方向沿箭头5所示方向下行，导热管6外 周水夹层的加热水流上行，呈逆向交替换热。工厂的余热从炉体5的上部余热接入口 1经主烟道3向下进入炉体 5内，初始进入炉体5内40(TC的烟气流，由主烟道3的内部直下后， 从烟道出口 8进入返流内筒14内常封闭空间，烟气沿返流内筒14内外 壁间形成的通道返流向上，并由导热管上口 15进入导热管6，再沿导热 管6向下经导热管下口 9进入下烟室11。主烟道3通过上部的壁直接加热炉体5内上部蒸汽增压室4中的蒸 汽，主烟道3通过中部壁加热热套7内的水或蒸汽；蒸汽增压室4下部 是沸腾加热部分，用于接收小于350°C、大于20(TC的烟气换热热量； 沸腾区的下部是低温水，用于接收小于200°C、大于IO(TC的烟气换热 热量，低温水的下部是余热回收部分，由系统补水口 13补充的水温在2(TC以下，大于20'C的烟气换热热量均能吸收利用。由于工厂的余热是从炉体5的上部进入，主烟道3是从炉体5的上 部穿过蒸汽增压室4，炉体5的下部蒸发的水蒸汽要受到两次直接加热， 蒸汽始终保持在40(TC的环境温度下，加速了水分子激烈运动而迅速膨 胀，蒸汽裂变室内的压力急速增大，使蒸汽快速达到饱和状态。蒸汽出 口 2的环境始终是在40(TC的环境，低于40(TC的水蒸汽在热套7下部 继续吸热，大于或等于40(TC的饱和蒸汽始终在蒸汽增压室4的上部， 主烟道3的下部完成汽水分离，上部实现了蒸汽的增压，这样不仅使蒸 汽达到了饱和状态，且自动的实现了汽水分离，提高了蒸汽质量。饱和 蒸汽通过蒸汽出口 2进入外接蒸汽轮机发电设备。由于烟气热气流是向下、向上返流再向下从导热管上口 15垂直下 行后进入底部下烟室11的，炉体5内导热管6外壁间的水夹层，是由 下向上流动，导热管6内的热量经过其外壁与低温水形成了交替换热， 导热管下口 9附近是由系统补水口 13补充进来小于20'C的低温水，大 于2(TC的余热在交替摩擦换热的过程中得到了充分的利用。本发明实施例有效的把低温余热得到了充分的利用，直接加热蒸 汽，加速水蒸汽的分子运动而膨胀增压，获得更多的饱和状态的气体， 满足了蒸汽机工作要求的压力和饱和蒸汽的温度，实现了低温余热的发 电。
权利要求
1、余热发电锅炉，其特征在于，炉体(5)为立式结构，炉体(5)内上部蒸汽增压室(4)与炉体(5)顶部固定蒸汽出口(2)连通，炉体(5)底部固定下烟室(11)，下烟室(11)壁上接通引风机接口(10)，炉体(5)内固定返流内筒(14)，返流内筒(14)呈夹层杯状，内外壁之间呈常封闭状态，主烟道(3)由炉体(5)顶部接入炉体(5)内，下穿过返流内筒(14)内壁形成开口向上的杯腔，主烟道(3)下端烟道出口(8)从该杯腔接入返流内筒(14)内，主烟道(3)外壁与返流内筒(14)内壁保持间隙形成向上开口的热套(7)，导热管(6)固定于返流内筒(14)外壁和炉体(5)内壁之间，导热管上口(15)穿过返流内筒(14)上部壁连通返流内筒(14)内腔，导热管下口(9)穿过底板与下烟室(11)相通。
2、 如权利要求1所述的余热发电锅炉，其特征在于，主烟道(3)上 口为余热接入口(l)。
3、 如权利要求2所述的余热发电锅炉，其特征在于，炉体(5)外壁 固定系统补水口(13)。
4、 如权利要求1所述的余热发电锅炉，其特征在于，返流内筒(14) 底部连接出灰斗(12)。
全文摘要
余热发电锅炉属于一种可以将低温热量转换成动能用于发电的锅炉，炉体(5)内固定返流内筒(14)，主烟道(3)外壁与返流内筒(14)内壁保持间隙形成向上开口的热套(7)，导热管(6)固定于返流内筒(14)外壁和炉体(5)内壁之间，导热管上口(15)穿过返流内筒(14)上部壁连通返流内筒(14)内腔，导热管下口(9)穿过底板与下烟室(11)相通。主烟道内下行通道，返流内筒内常封闭空间中的上行通道以及导热管内下行通道共同构成余热经行通道，有效的把低温余热得到了充分的利用，直接加热蒸汽，加速水蒸汽的分子运动而膨胀增压，获得更多的饱和状态的气体，满足了蒸汽机作要求的压力和饱和蒸汽的温度，实现了低温余热的发电。
文档编号F22B1/00GK101329059SQ20071012774
公开日2008年12月24日 申请日期2007年6月22日 优先权日2007年6月22日
发明者余经炎 申请人:余经炎