本发明属于物理防垢，具体涉及一种用于蒸汽发生器的阻垢装置及阻垢方法。

背景技术：

1、蒸汽发生器在石油化工、核能开发以及厨卫家电等领域应用极为广泛，是一种重要的热能设备。然而在使用过程中，蒸汽发生器管道内部极易形成水垢，水垢附着在管道内壁使换热效率降低，甚至堵塞管道引起安全问题。水垢的主要成分是不溶性钙镁盐，形成的原因主要有三个：（1）水分蒸发浓缩，溶解于水中的盐类浓度增加，某种离子浓度超过其难溶盐的溶度积时，就会析出形成水垢；（2）caco3和mgco3等成垢物质的溶解度随着温度的升高而降低，水温升高又会导致这些不溶盐析出；（3）水中的hco3-、co32-以及co2在水中存在溶解平衡，温度升高co2的溶解度降低，使溶解平衡朝着生成co32-的方向移动，当caco3和mgco3超过其饱和浓度时便会析出形成水垢。

2、蒸汽发生器理想运行状态是将流入的水全部转化为蒸汽，这个过程会使溶解于水中的盐类全部析出。因此阻垢剂阻垢、电磁阻垢和合金阻垢等应用于循环水系统的阻垢技术在蒸汽发生器阻垢中并不适用，因为没有水流将水中悬浮水垢冲出。以往解决直流蒸汽发生器管道内水垢附着问题主要有两个手段，即软化进水和清洗管道除垢。软化进水需要在直流蒸汽发生器前端加装软化水装置，将水中ca2+、mg2+通过离子交换法置换出来，但该方法需要消耗大量的离子交换树脂，成本高昂。清洗管道除垢需要定期对管道进行清洗，采用高压水枪、酸、碱洗等除垢方法频繁清洗会腐蚀管道，造成管壁减薄，甚至局部穿孔、破裂现象，给生产造成安全隐患，并且清洗废液的排放也会造成环境污染。开发经济有效的防垢技术，抑制蒸汽发生器管道内壁水垢黏附，提高蒸汽发生器运行周期，是亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中的问题，提供一种用于蒸汽发生器的阻垢装置及阻垢方法，主要目的在于以简单工艺减少蒸汽发生器管道内壁水垢黏附，延长蒸汽发生器的运行周期。

2、为实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种用于蒸汽发生器的阻垢装置，包括：壳体、阻垢合金、隔板、法兰盘、盖板、密封垫片和紧固件，所述壳体中部纵向固定设置隔板，将壳体分隔为滤水腔和除垢腔，所述滤水腔一端壳体的下部设有进水管，所述阻垢合金置于滤水腔内，所述隔板上部设置有过水孔，所述除垢腔一端壳体的上部设有出水管，所述法兰盘与壳体顶部固定连接，通过所述紧固件将法兰盘、密封垫片和盖板紧固连接；

4、所述阻垢装置的进水管与脉冲式供水装置进行连接，脉冲式供水装置对阻垢装置进行供水，所述阻垢装置的出水管连接蒸汽发生器。

5、进一步地，所述滤水腔一端壳体的内壁设置有卡槽，所述面向滤水腔一侧的隔板上设置有与滤水腔壳体内壁卡槽位置相对的卡槽，所述阻垢合金置于所述卡槽中固定。

6、进一步地，所述脉冲式供水装置为蠕动泵，所述阻垢装置的进水管与脉冲式供水装置进行软连接，所述阻垢装置的出水管连接蒸汽发生器为软连接。

7、优选的，所述隔板上部设置有四个过水孔，保证水从滤水腔流入除垢腔。

8、优选的，所述法兰盘下部与主体上部固定连接，所述法兰盘上部垫有密封垫片，所述密封垫片上部与盖板接触。

9、优选的，所述法兰盘、所述密封垫片和所述盖板上设置有相同内径的螺栓孔，所诉螺栓孔上下对齐。

10、优选的，所述螺栓孔共设置六组。

11、所述紧固件夹持盖板、垫片和法兰盘，起紧固作用。

12、优选的，所述紧固件包含螺栓和螺母，螺栓尺寸与螺栓孔相适配。

13、第二方面，本发明还提供一种阻垢合金，该阻垢合金应用于所述一种用于蒸汽发生器的阻垢装置，所述阻垢合金由铜、锌、镍和钴元素组成，按照原子份数计，铜25份-54份、锌19份-30份、镍15份-25份和钴11份-25份。

14、优选的，按照原子份数计，所述阻垢合金中铜40份、锌30份、镍15份和钴15份。

15、进一步地，所述阻垢合金使用感应炉进行熔炼。

16、第三方面，本发明还提供一种用于蒸汽发生器的阻垢装置的阻垢方法，方法如下：

17、启动脉冲式供水装置驱动水经过进水管流入滤水腔，冲刷置于滤水腔的阻垢合金，阻垢合金发生电化学反应与水相互作用，进而对水进行前处理，水经过隔板上部过水孔流入除垢腔，除垢腔内水的液面上升至出水管时，水从出水管流出，流出阻垢装置的水流入蒸汽发生器内，蒸汽发生器流道受热，对进入的水流持续加热，将水全部转化为蒸汽，蒸汽发生器内部压力更大，脉冲式供水装置进水为脉冲流，水流速度为零时，是压力舒缓过程，在压力舒缓时，蒸汽发生器内部蒸汽会推动管道内近蒸汽发生器进水口段的水反流，反流水携带水垢反流，经过阻垢装置出水管重新流入除垢腔，水垢沉积在除垢腔底部，随后脉冲流进水的下一个进水周期开始，沉积在除垢腔底部的水垢不再进入蒸汽发生器。

18、本发明还提供一种用于蒸汽发生器的阻垢装置在直流蒸汽发生器中的应用。

19、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

20、1.通过阻垢合金对进水进行前处理，阻垢合金中不同金属组织之间形成原电池，向水中释放自由电子，极化易成垢金属离子（ca2+和mg2+），影响其结垢过程，使形成的水垢疏松细小，不易聚集黏附；此外，阻垢合金中因发生原电池反应析出的zn2+也会参与水垢的形成过程，使水垢不易黏附在管道内壁，易于被水流冲走。

21、2.蠕动泵提供脉冲式进水，使直流蒸汽发生器进水口处发生反喷现象，反喷水流会将疏松的水垢带出蒸汽发生器，进入除垢桶并沉积在除垢桶底部。

22、3.本发明中，滤水腔、除垢腔和脉冲式进水的互相配合，有效利用了阻垢合金阻垢与流场沉淀除垢两种阻垢方法；本发明不需要额外的能源供应，无有害污染物排放，是一种低成本、便捷有效的直流蒸汽发生器阻垢技术；实验证明，当进水硬度为7mm（按照gb∕t23119-2017配置）时，本发明将直流蒸汽发生器的运行周期提升180.5%。

技术特征：

1.一种用于蒸汽发生器的阻垢装置，其特征在于，包括：壳体、阻垢合金、隔板、法兰盘、盖板、密封垫片和紧固件，所述壳体中部纵向固定设置隔板，将壳体分隔为滤水腔和除垢腔，所述滤水腔一端壳体的下部设有进水管，所述阻垢合金置于滤水腔内，所述隔板上部设置有过水孔，所述除垢腔一端壳体的上部设有出水管，所述法兰盘与壳体顶部固定连接，通过所述紧固件将法兰盘、密封垫片和盖板紧固连接；

2.如权利要求1所述的一种用于蒸汽发生器的阻垢装置，其特征在于，所述滤水腔一端壳体的内壁设置有卡槽，所述面向滤水腔一侧的隔板上设置有与滤水腔壳体内壁卡槽位置相对的卡槽，所述阻垢合金置于所述卡槽中固定。

3.如权利要求1所述的一种用于蒸汽发生器的阻垢装置，其特征在于，所述脉冲式供水装置为蠕动泵，阻垢装置的进水管与脉冲式供水装置进行软连接，阻垢装置的出水管连接蒸汽发生器为软连接。

4.如权利要求1所述的一种用于蒸汽发生器的阻垢装置，其特征在于，所述紧固件包含螺栓和螺母，螺栓尺寸与螺栓孔相适配。

5.如权利要求1所述的一种用于蒸汽发生器的阻垢装置，其特征在于，所述隔板上部设置有四个过水孔。

6.一种阻垢合金，其特征在于，应用于权利要求1所述的一种蒸汽发生器的阻垢装置，所述阻垢合金由铜、锌、镍和钴元素组成，按照原子份数计，铜25份-54份、锌19份-30份、镍15份-25份和钴11份-25份。

7.如权利要求6所述的一种阻垢合金，其特征在于，按照原子份数计，所述阻垢合金中铜40份、锌30份、镍15份和钴15份。

8.如权利要求6所述的一种阻垢合金，其特征在于，所述阻垢合金使用感应炉熔炼。

9.一种使用权利要求1所述的用于蒸汽发生器的阻垢装置的阻垢方法，其特征在于，方法如下：

10.一种权利要求1-5任一项所述的用于蒸汽发生器的阻垢装置在直流蒸汽发生器中的应用。

技术总结
本发明公开一种用于蒸汽发生器的阻垢装置及阻垢方法，属于物理防垢技术领域。包括：壳体、阻垢合金、隔板、法兰盘、盖板、密封垫片和紧固件，壳体中部纵向固定设置隔板，将壳体分隔为滤水腔和除垢腔，滤水腔一端壳体的下部设有进水管，阻垢合金置于滤水腔内，隔板上部设置有过水孔，除垢腔一端壳体的上部设有出水管，法兰盘与壳体顶部固定连接，通过紧固件将法兰盘、密封垫片和盖板紧固连接；阻垢装置的进水管与脉冲式供水装置进行连接，脉冲式供水装置对阻垢装置进行供水，阻垢装置的出水管连接蒸汽发生器。本发明有效利用了阻垢合金阻垢与流场沉淀除垢两种阻垢方法，用于直流蒸汽发生器时，其运行周期提升180.5%。
技术研发人员：朱正旺,李正涛,张海峰,李宏,李正坤
受保护的技术使用者：东北大学
技术研发日：
技术公布日：2026/9/4