一种高压电极锅炉的制作方法

本发明涉及锅炉设备技术领域，具体地说是一种高压电极锅炉。

背景技术：

近年来由于受经济下行的影响，用电需求增速放缓，尤其是东北及新疆等地冬季采暖期电网调峰困难，弃风弃光现象严重，电力供求矛盾突出。传统煤炭供暖方式污染物排放严重，导致冬季雾霾锁城。全国各地逐渐淘汰中小型燃煤锅炉，采用煤改电清洁能源。

高压电极锅炉是一种高效率零污染的供能设备，将6-35kv的高压电直接插入一定电导率的水中，水既做电阻又做传热介质，将水加热为蒸汽或高温水，通过换热设备供给用户使用。

传统的高压电极锅炉存在以下两方面的问题：

第一，在启动时容易击穿介质，发生拉弧放电。

第二，传统的高压电极锅炉为解决拉弧问题充入的不凝性气体在正常运行时，往往需要排出(特别是蒸汽型高压电极锅炉)，避免影响换热器的换热效果。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种高压电极锅炉，该高压电极锅炉通过填充不凝性气体提高了击穿电压，避免介质被击穿，发生拉弧放电。与此同时，本发明下部空间也是不凝性气体的蓄存空间，正常运行时，不凝性气体存储于此，上部空间中不凝性气体的含量很少，保证了第一换热器的换热能力。另外还提供了一种卧式的高压电极锅炉，该卧式的高压电极锅炉不仅通过填充不凝性气体提高了击穿电压，避免介质被击穿，发生拉弧放电，而且改变了以往的立式结构，扩大了适用范围。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种高压电极锅炉,包括一竖直放置的壳体，所述的壳体内设置有电极，所述的壳体内充注有不凝性气体，所述壳体的内部空间被隔板分割为上部空间和下部空间，所述的电极位于上部空间，且所述的电极在水平面内关于所述壳体的圆心对称布置；

所述的上部空间内位于所述电极的上方设置有第一换热器，所述的下部空间内盛放有具有一定电导率的液体；

所述的壳体上设置有用于连通所述上部空间和下部空间的排气通道、供液管路和回液管路，所述的供液管路上设置有循环泵，所述的回液管路上设置有控制阀。

进一步地，所述的排气通道为排气连通管，且所述排气连通管的上端口位于所述电极的上方。

进一步地，所述的壳体上设置有与所述的下部空间相连通的排气孔。

进一步地，所述的下部空间内设置有第二换热器。

一种高压电极锅炉,包括壳体，所述的壳体内设置有电极，所述的壳体水平放置，且所述的壳体内充注有不凝性气体，所述壳体的内部空间被隔板分割成上部空间和下部空间；

所述上部空间的左端设置有零电极筒，所述的电极设置于所述的零电极筒内，且所述的电极在水平面内关于所述零电极筒的圆心对称布置，所述上部空间的右端设置有第一换热器，所述的下部空间内盛放有具有一定电导率的液体；

所述的上部空间和下部空间之间设置有用于连通所述上部空间和下部空间的排气通道、供液管路和回液管路，所述的供液管路上设置有循环泵，所述的回液管路上设置有控制阀。

进一步地，所述的壳体上设置有与所述的下部空间相连通的排气孔，且所述的下部空间内设置有第二换热器。

进一步地，所述的排气通道为排气连通管，且所述的排气连通管位于设置有第一换热器的一端。

进一步地，所述隔板的左端具有用于存放液体的凹陷部，所述的零电极筒设置于所述的凹陷部内。

进一步地，所述的排气通道为设置于所述隔板上的换气孔。

进一步地，所述的凹陷部内设置有一布液板，所述的布液板上设置有圆形通孔和挡板，且所述的圆形通孔、挡板和零电极筒三者同轴布置。

本发明的有益效果是：

1、通过在壳体内填充不凝性气体，使锅炉启动时的击穿电压高于工作电压，避免了拉弧放电。

2、正常运行时，不凝性气体存储于下部空间，上部空间中不凝性气体很少，保证了第一换热器的换热能力。

3、一次充注不凝性气体后可多次循环使用，无需频繁充放气，减少了对设备的损害和不凝性气体的用量。

4、锅炉内置换热器，结构紧凑，减少了管路布置、占地空间及设备投资，增强了设备使用灵活性。

5、通过在下部空间的上方设置第二换热器，从而对进入下部空间的少量蒸汽进行凝结，从而保证不凝性气体充分进入下部空间。

6、对于立式的高压电极锅炉而言，采用接地的壳体作为零电极筒，不在壳体内另设置零电极筒，简化了锅炉结构，彻底消除了零电极筒对产汽量的限制，使锅炉效率更高，负荷调节更快。

7、传统的高压电极锅炉一般都是立式的，高度一般在四米以上，常规建筑物的层高是无法满足要求的，在适用范围上受到限制，对于卧式的高压电极锅炉而言，改变了以往的立式结构，不再受到建筑物层高的限制，有利于推广使用。

8、对于卧式的高压电极锅炉而言，通过设置布液板，从而使冷凝回流的蒸馏水均匀的流入隔板的凹陷部内，保证凹陷部内的溶液浓度均匀一致，避免三相用电不平衡。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图；

图2为电极的分布结构示意图；

图3为实施例二的结构示意图；

图4为实施例三的结构示意图；

图5为实施例四的结构示意图；

图6为实施例五的结构示意图。

图中：1-壳体，2-电极，3-隔板，41-排气连通管，42-换气孔，51-第一换热器，52-第二换热器，61-供液管路，611-循环泵，62-回液管路，7-零电极筒，8-排气孔，9-布液板，91-挡板。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，一种高压电极锅炉包括一竖直放置的壳体1，且所述的壳体1内充注有一定量的不凝性气体。作为一种具体实施方式，本实施例中所述的不凝性气体为氮气。所述的壳体1内设置有一隔板3，且所述的隔板3将所述壳体1的内部空间分割为上部空间和下部空间。

所述的上部空间内从上往下依次设置有第一换热器51和电极2，且所述的第一换热器51和电极2分别与所述的壳体1固定连接。所述第一换热器51的进水口和出水口均位于所述壳体1的外部。

作为一种具体实施方式，如图1所示，本实施例中所述第一换热器的壳体与锅炉的壳体固定连接共同形成了一个统一的腔体，所述换热器的换热管延伸至锅炉的壳体内。

如图2所示，三根所述的电极2等高布置，且在水平面内关于所述壳体1的圆心对称布置。即依次连接所述电极2在水平面内的投影形成正三角形，且所述正三角形的几何中心位于所述壳体1的轴线上。

所述的下部空间内盛放有一定量的具有一定电导率的液体。

如图1所示，所述的上部空间和下部空间之间设置有用于将所述上部空间中的不凝性气体排入下部空间的排气通道。

作为一种具体实施方式，本实施例中所述的排气通道为排气连通管41，且所述排气连通管41的上端口位于所述电极2的上方。

作为一种具体实施方式，如图1所示，本实施例中所述排气连通管41的上端口与所述第一换热器的壳体的下部相连。

所述的上部空间和下部空间之间还设置有供液管路61和回液管路62，且所述供液管路61和回液管路62的上端口分别与所述上部空间的下端相连通，所述供液管路61和回液管路62的下端口分别与所述下部空间的下端相连通。所述的供液管路61上设置有循环泵611，所述的回液管路62上设置有用于控制所述回液管路62通断的控制阀。

进一步地，为了避免锅炉超压，所述的下部空间的上端设置有排气孔8。

进一步地，为了保证不凝性气体充分进入下部空间，保证换热器的换热能力，所述的下部空间内设置有第二换热器52，所述的第二换热器52与所述的壳体1固定连接，且所述第二换热器52的进水口和出水口均位于所述壳体1的外部。

所述的上部空间和下部空间内均设置有液位计，图中未视出。

锅炉开始运行时，首先通过循环泵611将下部空间内的液体泵送到上部空间内，然后接通电源，启动锅炉。上部空间的液体被加热产生蒸汽，由于蒸汽的密度小于不凝性气体，因此产生的蒸汽会按照从上到下，从中间到四周的规律扩散。随着蒸汽的产生，上部空间内的压力增加，第一换热器开始凝结混合气体中的蒸汽，不凝性气体会通过排气连通管41被压入下部空间内，从而避免不凝性气体集聚在第一换热器51处，影响第一换热器51的换热效果。产生的蒸汽会与第一换热器51进行热交换，蒸汽冷凝后产生的凝结水会直接回落到上部空间的液体内。通过排气连通管41进入下部空间内的少量蒸汽则与第二换热器52进行热交换，蒸汽冷凝后产生的蒸馏水直接回落到下部空间的液体内。第一换热器51和第二换热器52根据实际的使用要求可以串联也可以并联。

锅炉需要停止运行时，首先，打开回液管路62上的控制阀，上部空间内的液体在重力的作用下回流至下部空间内，上部空间内的液面逐步降低，锅炉的功率也随之下降。当锅炉的功率下降到一定值时，关闭电源，锅炉停止工作。这样主要是为了避免突然断电，电流急剧变化对线路造成影响。锅炉停止工作后，上部空间的压力减小，不凝性气体由于压差自发返回到上部空间。

实施例二

所述的上部空间内位于所述电极的外部设置有零电极筒，且在水平面内所述的电极关于所述的零电极筒的圆心对称布置，其余结构同实施例一。

实施例三

如图3所示，一种高压电极锅炉包括一水平放置的壳体1，且所述的壳体1内充注有一定量的不凝性气体。作为一种具体实施方式，本实施例中所述的不凝性气体内氮气。所述的壳体1内设置有一隔板3，且所述的隔板3将所述壳体1的内部空间分割为上部空间和下部空间。

所述上部空间的左端设置有截面呈圆形的零电极筒7，所述的零电极筒7内设置有电极2。所述的零电极筒7和电极2分别与所述的壳体1固定连接。三根所述的电极2等高布置，且在水平面内关于所述零电极筒7的圆心对称布置。即依次连接所述电极2在水平面内的投影形成正三角形，且所述正三角形的几何中心位于所述零电极筒7的轴线上。

所述上部空间的右端设置有第一换热器51，所述的第一换热器51与所述的壳体1固定连接，且所述第一换热器51的进水口和出水口均位于所述壳体1的外部。

作为一种具体实施方式，如图3所示，本实施例中所述第一换热器的壳体与锅炉的壳体固定连接共同形成了一个统一的腔体，所述换热器的换热管延伸至锅炉的壳体内。

所述的下部空间内盛放有一定量的具有一定电导率的液体。

如图3所示，所述的上部空间和下部空间之间设置有用于连通所述上部空间和下部空间的排气通道。

作为一种具体实施方式，本实施例中所述的排气通道为排气连通管41，且所述的排气连通管41的上端与所述第一换热器51的壳体的下部相连。

所述的上部空间和下部空间之间还设置有供液管路61和回液管路62，且所述供液管路61和回液管路62的上端口分别与所述上部空间的下端相连通，所述供液管路61和回液管路62的下端口分别与所述下部空间的下端相连通。所述的供液管路61上设置有循环泵611，所述的回液管路62上设置有用于控制所述回液管路62通断的控制阀。

进一步地，为了避免锅炉超压，所述的下部空间的上端设置有排气孔8。

进一步地，为了保证热量的充分利用，所述的下部空间内设置有第二换热器52，所述的第二换热器52与所述的壳体1固定连接，且所述第二换热器52的进水口和出水口均位于所述壳体1的外部。

优选的，所述的第二换热器52与所述的第一换热器51位于所述壳体1的同一端。

所述的上部空间和下部空间内均设置有液位计，图中未视出。

锅炉开始运行时，首先通过循环泵611将下部空间内的液体泵送到上部空间内，然后接通电源，启动锅炉。上部空间的液体被加热产生蒸汽，由于蒸汽的密度小于不凝性气体，因此产生的蒸汽会按照从上到下，从左到右的规律扩散。随着蒸汽的产生，上部空间内的压力增加，第一换热器开始凝结混合气体中的蒸汽不凝性气体会通过排气连通管41被压入下部空间内，从而避免不凝性气体集聚在第一换热器51处，影响第一换热器51的换热效果。产生的蒸汽会与第一换热器51进行热交换，蒸汽冷凝后产生的蒸馏水会直接回落到上部空间的液体内。通过排气连通管41进入下部空间内的少量蒸汽则与第二换热器52进行热交换，蒸汽冷凝后产生的蒸馏水直接回落到下部空间的液体内。第一换热器51和第二换热器52根据实际的使用要求可以串联也可以并联。

锅炉需要停止运行时，首先，打开回液管路62上的控制阀，上部空间内的液体在重力的作用下回流至下部空间内，上部空间内的液面逐步降低，锅炉的功率也随之下降。当锅炉的功率下降到一定值时，关闭电源，锅炉停止工作。这样主要是为了避免突然断电，电流急剧变化对线路造成影响。锅炉停止工作后，上部空间的压力减小，不凝性气体由于压差自发返回到上部空间。

实施例四

如图4所示，所述隔板3的左端具有一用于存放液体的凹陷部，所述的零电极筒7设置于所述的凹陷部内，其余结构同实施例二。

作为一种具体实施方式，本实施例中所述的隔板3从左往右依次包括水平设置的第一横板和第二横板，且所述第一横板的高度低于所述的第二横板，所述第一横板的右端和第二横板的左端通过竖板连接成为一个整体。

实施例五

如图5所示，所述的排气通道为设置于所述隔板3上的换气孔42，且所述的换气孔42位于所述的第二横板上，其余结构同实施例四。

实施例六

如图6所示，所述的凹陷部内固定设置有一布液板9，且所述布液板9的高度小于等于所述第二横板的高度。所述的布液板9上设置有一用于容纳所述零电极筒7的圆形通孔，且所述的圆形通孔与所述的零电极筒7同轴，所述圆形通孔的直径大于所述零电极筒7的直径。所述的布液板9上设置有呈圆环状的挡板91，且所述的挡板91与所述的圆形通孔同轴布置，其余结构同

实施例五。

这样，冷凝回流的凝结水首先会流到布液板9上，并在布液板9上集聚，直至所述布液板9上的液位达到所述挡板91的高度，布液板9内的凝结水便会越过挡板91均匀的流入凹陷部内，从而保证凹陷部内溶液浓度均匀一致，避免浓度不均造成拉弧放电。