一种紧凑型高效真空锅炉的制作方法

本实用新型涉及一种真空锅炉，特别涉及一种紧凑型高效真空锅炉，属于锅炉技术领域。

背景技术：

三回程真空锅炉广泛应用在工业及民用领域的一种换热设备，这种设备常见的结构是在炉胆前后各焊接管板，在前后管板上连接烟管管，在炉胆的前后设置前烟箱和后烟箱，前烟箱和后烟箱也叫回转室，燃烧后的烟气经炉膛进入后烟箱，从后烟箱中经过烟管到前烟箱室完成第二回程的换热，再从前烟箱经过烟管继续向后流动完成第三回程的换热，目前这种普遍应用的传统的锅炉结构具有以下缺陷：一是锅炉必须足够长，因为烟管及炉胆两端均固定焊接在管板上，在烟管的长度方向上烟管对炉胆有约束应力，在加热时，火焰经过炉胆后转至烟管区；炉胆和烟管都受热膨胀，但炉胆膨胀更多，烟管膨胀少，所以在加热时烟管会形成对炉胆两端的约束，为了减少这种影响对锅炉的破坏，必须使烟管足够长才能减少影响，这种结构使锅炉的长度下限受限；二是这种锅炉在换热时管束中的烟气先到后烟箱，然后再进入管束，为了使从后烟箱到管束的能量损失降低，后烟箱一般要足够长，一般在500mm左右，这也使锅炉的长度下限值受限，从管束出来后再汇集到前烟箱，再重新分配到下一回程管束，在流动的过程中会有截面变化，变截面导致涡旋区和速度重新分布 ，产生与流向垂直的脉动速度导致阻力加大，所以这一过程中伴随着较大的阻力损失；三是这种产品在制作时费工费时，这种三回程的锅炉在制作时需要先将前后烟箱焊接在管板上后再焊接烟管，烟箱与烟管焊接不能同时进行，在工序上必须是串联的前后关系，而且焊接工作量大；四是目前的三回程真空锅炉一般在炉体内部有两层换热管束，每层管束有左右两组组成，蒸汽上升并与换热管束完成热交换；换热完成后变成冷凝水沿通道壁面流下来，当冷凝水越积越多时，液滴滴在下层换热管外壁上，形成水膜，严重影响换热效果，越往下层管束影响越明显；还有当蒸汽和冷凝水液滴在同一个截面通过并相遇时发生热交换，并发生质换，即变成低品质的湿蒸汽。即使能够不断上升，换热能力也微弱，产品截面即蒸汽液面越小，影响越明显，直至恶化使蒸汽失去冲刷能力，严重影响锅炉的换热效率，所以目前的三回程真空锅炉领域需要一种紧凑型、高效的技术方案。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服目前的三回程真空锅炉中存在的上述问题，提供一种紧凑型高效真空锅炉。

为实现本实用新型的目的，采用了下述的技术方案：一种紧凑型高效真空锅炉，包括炉体、设置在炉体内的炉胆以及烟管，在炉体内上部设置有换热管束，在炉胆后连接有回转室，回转室上连接有烟管，所述的烟管为U形，U形烟管的后端连接在回转室上，U形烟管的前端悬空，烟气进入回转室后进入U形烟管向前流动完成第二回程，在U形烟管前端折弯后向后流动完成第三回程，在回转室后设置有冷凝器，烟气完成第三回程后进入冷凝器，在换热管束的下部设置有导流板，所述的导流板在锅炉内设置一组或多组，导流板多组的情况下各组导流板之间上下布置，每组导流板由左右设置的两块导流板组成，两块导流板之间具有间隙，两块导流板的一边分别位于锅炉内的两侧，另一边位于锅炉中，导流板位于锅炉中的边部高于位于锅炉内两侧的边部，使两块导流板呈“八”字形分布；进一步的，所述的U形烟管中完成第二回程的烟管采用螺纹换热管，完成第三回程的烟管采用羽翼管；所述的回转室的长度小于等于300mm；进一步的，所述的回转室的长度为100mm-150mm；进一步的，所述的导流板上设置有多个孔，多个孔在导流板长度上均匀分布，多个孔靠近导流板位于锅炉内两侧的边部；进一步的，所述的多个孔为条形孔，条形孔的长度小于导流板宽度的二分之一；进一步的，所述的换热管束分为两层，分别为上层换热管束和下层换热管束，上层换热管束和下层换热管束分别由两组换热管束组成，上层左换热管束和上层右换热管束组成上层换热管束，上层左换热管束和上层右换热管束之间具有间隙，下层左换热管束和下层右换热管束组成下层换热管束，下层左换热管束和下层右换热管束之间具有间隙，导流板在锅炉内设置两组，两组导流板分别位于上层换热管束和下层换热管束下。

本实用新型的积极有益技术效果在于：本锅炉采用U形烟管，烟管对炉胆两端没有约束力，在加热过程中两者可以独立膨胀，在膨胀率不一致的情况下相互不影响，这使得烟管的长度可以变短，可以有效的降低锅炉的整体长度；二是这种设计可以使回转室的长度变短，经试验回转室的长度可以缩短到100mm；上述两点可以有效的使锅炉变得更为紧凑，缩短了锅炉的长度，使其安装占地面积和空间降低；三是这种锅炉在制作中回转室与烟管和管板之间的焊接可以同步进行，而且制作时焊缝少，能够有效的降低工作量，减少焊缝数量还能降低锅炉检验的工作量；四是采用导流板后，蒸汽从两个导流板的间隙中及条形孔中上升，冷凝水落下来后落到导流板上，使下部的换热管束璧上不再附着冷凝水，不会降低其换热效率，导流板的及条形孔的设置还降低了冷凝式与蒸汽发生相遇的截面积，大大降低了上升的蒸汽和下降的冷凝水直接发生热交换的量，提高了锅炉的换热效率。

附图说明

图1是本实用新型的内部主视示意图。

图2是本实用新型的内部侧视示意图。

图3是导流板的示意图。

图4是U形烟管的示意图。

图5是传统锅炉的内部流动换热示意图。

图6是本实用新型的内部流动换热示意图。

具体实施方式

为了更充分的解释本实用新型的实施，提供本实用新型的实施实例。这些实施实例仅仅是对本实用新型的阐述，不限制本实用新型的范围。

结合附图对本实用新型进一步详细的解释，附图中各标记为：1：炉体；2：炉胆；3：U形烟管；4：螺纹换热管；5：羽翼管；6：回转室；7：冷凝器；8：下层右换热管束；9：上层右换热管束；10：下层左换热管束；11：上层左换热管束；12：下层右导流板；121：条形孔；13：上层右导流板；14：下层左导流板；15：上层左导流板。

如附图所示，一种紧凑型高效真空锅炉，包括炉体1、设置在炉体内的炉胆2以及烟管，在炉体1内上部设置有换热管束，在炉胆2后连接有回转室6，回转室6上连接有烟管，所述的烟管为U形，3所示为U形烟管，U形烟管3的后端连接在回转室6上，所述的回转室的长度小于等于300mm；更为详细的，所述的回转室的长度为100mm-150mm；U形烟管3的前端悬空，烟气从炉胆进入回转室6后进入U形烟管3向前流动完成第二回程，在U形烟管前端折弯后向后流动完成第三回程，所述的U形烟管中完成第二回程的烟管采用螺纹换热管4，完成第三回程的烟管采用羽翼管5；在回转室后设置有冷凝器7，烟气完成第三回程后进入冷凝器7，在换热管束的下部设置有导流板，所述的导流板在锅炉内设置一组或多组，导流板多组的情况下各组导流板之间上下布置，每组导流板由左右设置的两块导流板组成，两块导流板之间具有间隙，两块导流板的一边分别位于锅炉内的两侧，另一边位于锅炉中，导流板位于锅炉中的边部高于位于锅炉内两侧的边部，使两块导流板呈“八”字形分布；所述的换热管束分为两层，分别为上层换热管束和下层换热管束，上层换热管束和下层换热管束分别由两组换热管束组成，上层左换热管束11和上层右换热管束9组成上层换热管束，上层左换热管束11和上层右换热管束9之间具有间隙，下层左换热管束10和下层右换热管束8组成下层换热管束，下层左换热管束10和下层右换热管束8之间具有间隙，导流板在锅炉内设置两组，两组导流板分别位于上层换热管束和下层换热管束下，如附图所示，下层右导流板12位于下层右换热管束8下，下层左导流板14位于下层左换热管束10下，下层右导流板与下层左导流板为一组，上层右导流板13位于上层右换热管束9下，上层左导流板15位于上层左换热管束11下，上层右导流板与上层左导流板为一组，所述的导流板上设置有多个孔，多个孔在导流板长度上均匀分布，多个孔靠近导流板位于锅炉内两侧的边部；所述的多个孔为条形孔，条形孔的长度小于导流板宽度的二分之一；导流板上的孔如图图3所示，图3所示为下层右导流板12的平面，121所示为条形孔。图5和图6分别为传统锅炉的内部流动换热示意图和本实用新型的锅炉的内部流动换热示意图，从图中可以看出，蒸汽从两个导流板的间隙中及条形孔中上升，冷凝水落下来后落到导流板上，从条形孔壁上流下来。图5中，向上的箭头为蒸汽的流动，向下的箭头为冷凝水的流动。图6中，向上、斜向上的箭头及旁边带A的两个箭头为蒸汽的流动，其余的箭头为冷凝水的流动。本实用新型可以明显的降低锅炉的大小，以1400KW真空锅炉为例，传统产品的外形尺寸（长x宽x高，单位mm）：4355x1550x2590；本实用新型产品的外形尺寸（长x宽x高，单位mm）： ：3521x1370x2430，采用本实用新型锅炉的长度减低了金200mm，体积下降了33%，而且热效率得到了提高，以1400KW为例，在给水温度40度条件下， 热效率可达104.6%以上（按照GB/T 10820-2011 生活锅炉热效率及热工试验方法测定，锅炉的热效率可以超过100%），U形烟管采用先在一端加工羽翼管、再另一端螺纹；最后用弯管机设备中间弯管,无焊缝弯制一次成型，大大降低了焊缝数量。可有效的避免空气的渗入，提高换热效率，减少焊缝数量，在真空锅炉中焊缝数量的减少能够提高锅炉的寿命和可靠性，还可以降低检验的工作量。传统的1400KW的锅炉按《锅炉节能技术监察管理规程》，热效率限定值92%，目前的最高目标值在98%，其时间热效率在92%左右。以下是1400KW真空锅炉能效检测报告的节选。

在详细说明本实用新型的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围，且本实用新型亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。