专利名称：分离式翅片板蒸汽发生器的制作方法
技术领域：
本发明的分离式翅片板蒸汽发生器涉及一种蒸汽发生器，特别涉及一种利用烟气余热直接产生高压蒸汽的设备。
背景技术：
我国的工业炉数量众多，广泛应用于冶金，化工，石油等领域，这些工业炉产生的高温烟气大量的排放到了大气中，造成了能源的浪费和大气热污染。通过烟气余热回收技术，降低烟气的排放温度，在能源紧缺且环境问题日益严重的今天显得非常关键，而如何高效回收烟气余热，成为了一个十分重要又迫切的课题。传统的余热锅炉是利用烟气的余热，预热水和空气供锅炉使用，降低锅炉的能耗，余热并不用来直接产生高压蒸汽，烟气余热利用率较低。同时，由于传统换热器存在效率较低或者烟气阻力高等的问题，并不能真正达到高效回收余热的目的。翅片板结构是板翅式结构的优化，由于其紧凑，高效，便于安装，同时烟气阻力降较小的特点，特别适用于烟气余热回收领域。但是翅片板由于是整体镍基钎焊而成，板内部可承受的压力较小，约为1.5 bar，这种缺陷使得翅片板换热器本身无法作为蒸汽发生器来使用。而分离式翅片板蒸汽发生器就解决了这一难题，通过结构的创新，使得该设备能够高效的直接产生高压蒸汽，并入蒸汽管网供后续使用。
发明内容
本发明旨在克服上述传统余热锅炉的缺点，针对翅片板内部无法承受高压的问题，提出了一种分离式翅片板蒸汽发生器。其优点是结构紧凑，体积小，设备简单，便于安装；使用寿命长，余热利用率高，设备成本低。比同类余热锅炉性能有了很大的提高。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种分离式翅片板蒸汽发生器，由蒸发端和冷凝端通过上升管和下降管连接组成，其特征是，所述蒸发端由若干翅片板平行排列，安插于烟道之中，翅片板间是烟气通道，板内充注传热工质，传热工质经烟气加热蒸发，与烟气呈逆向流动。所述冷凝端是一个釜状承压设备，内部由若干长度不等的翅片板组成，独立于烟道之外，高于蒸发端安置，翅片板间是水-蒸汽通道，板内同样充注有传热工质，与蒸发端通过上升管和下降管连接。传热工质在此处冷凝放热，加热水蒸发产生蒸汽。所述蒸发端安插在烟道中，材料均为316L不锈钢，防止酸腐蚀。所述冷凝端为釜状结构，可以承受高压，解决了镍基钎焊翅片板结构承压能力不强的缺点，独立于烟道之外，用来直接产生高压蒸汽，内部有长度不等的翅片板平行排列，冷凝端安置在蒸发端的上方，保证板内的传热工质因压力差而自然对流。作为本发明的进一步改进，所述蒸发端翅片板直接安插在烟道中，不需要通过孔板或封头等部件连接，不仅布置更灵活，同时也避免了复杂的连接工艺。 作为本发明的进一步改进，所述蒸发端烟气侧(翅片板外侧)翅片高度大于6mm，这个尺度可以有效防止结垢。
作为本发明的进一步改进，所述蒸发端翅片板间距大于6mm，小于12mm，这个尺度可以保证蒸发端的传热和流动性能，在合理的阻力降范围内获得最好的传热效果。作为本发明的进一步改进，所述蒸发端翅片板上方开孔串联于一根总管(直管)，继而与上升管连接；下 方开孔串联一根总管(直管)，继而与下降管连接。冷凝端翅片板上方开孔串联于一根半圆形总管，继而与上升管连接；下方开孔串联于一根半圆形总管，继而与下降管连接。作为本发明的进一步改进，所述两端(蒸发端和冷凝端)翅片板通过上升管、下降管相连以后，内部通道用真空泵抽真空至10_3 Pa以下，然后充注传热工质。作为本发明的进一步改进，所述上升管(包括与之连接的总管)的管径要略大于下降管(包括与之连接的总管)的管径。作为本发明的进一步改进，所述翅片板为逆流翅片板，由隔板，封条，内部翅片和外部翅片整体镍基钎焊而成，镍基钎焊可以有效避免酸腐蚀的影响。作为本发明的进一步改进，所述翅片板的端面须插入到一个两端封闭的圆形套管中，用手弧焊连接密封。圆形管可以确保板内的承压能力。圆形套管上开孔与对应总管连接。作为本发明的进一步改进，所述翅片板插入套管的长度约为圆形套管直径的1/4，确保焊接的质量，同时避免出现流动死区。作为本发明的进一步改进，所述上下方圆形套管开孔位置在翅片板对角线相距最远处，确保传热工质从进口到出口的各路径阻力相同，受热均匀。作为本发明的进一步改进，所述蒸发端可以单独作为预热器使用，翅片板内不充注传热工质，而是作为预热水(空气)通道。板间烟气与板内侧的预热水(空气)进行换热。本发明将蒸发端与冷凝端分开，其中蒸发端置于烟道之中，利用烟气余热来使传热工质蒸发，通过上升管进入冷凝端冷凝，放出大量的热量从而加热水产生高压蒸汽。冷凝端采用釜状结构，可以承受高压。由于冷凝端在烟道之外，不仅可以大大简化对烟道的改造，也可以有效防止烟道中酸性气体对设备的腐蚀，减少设备成本。此分离式翅片板蒸汽发生器结构紧凑，体积小，设备简单，便于安装；使用寿命长，余热利用率高，设备成本低。
图I为本发明实施例的工作原理图。图2为本发明实施例的逆流型翅片板结构图。图3为本发明实施例的翅片板连接套管图。图4为本发明实施例的分离式翅片板蒸汽发生器结构示意图。图5为本发明实施例的蒸发端示意图。图6为本发明实施例的冷凝端示意图。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。实施例参照图1，分离式翅片板蒸汽发生器由蒸发端和冷凝端通过上升管和下降管连接组成。蒸发端安插于烟道之中，翅片板间是烟气通道，板内充注传热工质，传热工质经烟气加热蒸发，与烟气呈逆向流动。冷凝端独立于烟道之外，高于蒸发端安置，翅片板间是水-蒸汽通道，板内同样充注有传热工质，与蒸发端通过上升管和下降管连接。传热工质在此处冷凝放热，加热水蒸发产生蒸汽。参照图2，翅片板是316L不锈钢材质，由隔板，封条，内部翅片和外部翅片整体镍基钎焊而成，可以有效避免烟道中可能发生的酸腐蚀现象。参照图3，翅片板的端面须插入到一个两端封闭的圆形套管中，插入套管的长度约为圆形套管直径的1/4，确保焊接的质量，同时避免出现流动死区。上下方套管开孔位置在翅片板对角线相距最远处，确保传热工质从进口到出口的各路径阻力相同，受热均匀。 参照附图4，本发明将蒸发端与冷凝端分开，其中蒸发端置于烟道之中，冷凝端独立于烟道之外，高于蒸发端安置。不仅可以大大简化对烟道的改造，也可以有效防止烟道中酸性气体对设备的腐蚀，减少设备成本。参照图5，蒸发端安插在烟道中，由若干翅片板平行排列而成，翅片板间是烟气通道，板内充注传热工质。烟气侧翅片高度大于6mm，板间距在6-12mm之间。蒸发端翅片板上方开孔串联于一根总管(直管)，继而与上升管连接；下方开孔串联一根总管(直管)，继而与下降管连接。翅片板上下方开孔位置在翅片板对角线相距最远处，确保传热工质从进口到出口的各路径阻力相同，受热均匀。蒸发端也可以单独作为预热器使用，翅片板内不充注传热工质，而是作为预热水(空气)通道，板间烟气与板内侧的预热水(空气)进行换热。参照图6，冷凝端是一个釜状设备，可以承受高压，直接产生高压蒸汽，解决了镍基钎焊翅片板结构承压能力不强的缺点，内部由若干长度不等的翅片板组成，翅片板间是水-蒸汽通道，板内是传热工质通道，与蒸发端通过上升管和下降管连接。冷凝端翅片板上方开孔串联于一根半圆形总管，继而与上升管连接；下方开孔串联于一根半圆形总管，继而与下降管连接。翅片板上下方开孔位置在翅片板对角线相距最远处，确保传热工质从进口到出口的各路径阻力相同，受热均匀。虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例和附图并不是用来限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种分离式翅片板蒸汽发生器，由蒸发端和冷凝端通过上升管和下降管连接组成，其特征是，所述蒸发端由若干翅片板平行排列，安插于烟道之中，翅片板间是烟气通道，板内抽真空后充注传热工质，传热工质经烟气加热蒸发，与烟气呈逆向流动；所述冷凝端是一个釜状承压设备，内部由若干长度不等的翅片板组成，独立于烟道之外，高于蒸发端安置，翅片板间是水-蒸汽通道，板内同样充注有传热工质，与蒸发端通过上升管和下降管连接；传热工质在此处冷凝放热，加热水蒸发产生蒸汽。
2.根据权利要求I所述的分离式翅片板蒸汽发生器，其特征是，所述蒸发端安插在烟道中，材料均为316L不锈钢。
3.根据权利要求I所述的分离式翅片板蒸汽发生器，其特征是，所述冷凝端为釜状承压结构，独立于烟道之外，用来直接产生高压蒸汽，内部有长度不等的翅片板平行排列，冷凝端安置在蒸发端的上方，保证板内的传热工质因压力差而自然对流。
4.根据权利要求I所述的分离式翅片板蒸汽发生器，其特征是，所述蒸发端翅片板直接安插在烟道中，不需要通过孔板或封头等部件连接，不仅布置更灵活，同时也避免了复杂的连接工艺。
5.根据权利要求I所述的分离式翅片板蒸汽发生器，其特征是，所述蒸发端烟气侧翅片高度大于6_，这个尺度可以有效防止结垢。
6.根据权利要求I所述的分离式翅片板蒸汽发生器，其特征是，所述蒸发端翅片板间距大于6mm,小于12mm。
7.根据权利要求I所述的分离式翅片板蒸汽发生器，其特征是，所述蒸发端翅片板上方开孔串联于一根总管，继而与上升管连接；下方开孔串联一根总管，继而与下降管连接；冷凝端翅片板上方开孔串联于一根半圆形总管，继而与上升管连接；下方开孔串联于一根半圆形总管，继而与下降管连接。
8.根据权利要求I所述的分离式翅片板蒸汽发生器，其特征是，所述蒸发端和冷凝端的翅片板通过上升管、下降管相连以后，内部通道用真空泵抽真空至10_3 Pa以下，然后充注传热工质。
9.根据权利要求7所述的分离式翅片板蒸汽发生器，其特征是，所述上升管，包括与之连接的总管，的管径要略大于下降管，包括与之连接的总管，的管径。
10.根据权利要求I所述的分离式翅片板蒸汽发生器，其特征是，所述翅片板为逆流翅片板，由隔板，封条，内部翅片和外部翅片整体镍基钎焊而成。
11.根据权利要求10所述的分离式翅片板蒸汽发生器，其特征是，所述翅片板的端面须插入到一个两端封闭的圆形套管中，用手弧焊连接密封；所述圆形套管可以确保板内的承压能力，圆形套管上开孔与对应总管连接。
12.根据权利要求10所述的分离式翅片板蒸汽发生器，其特征是，所述翅片板插入套管的长度约为圆形套管直径的1/4，确保焊接的质量，同时避免出现流动死区。
13.根据权利要求10所述的分离式翅片板蒸汽发生器，其特征是，所述上下方圆形套管开孔位置在翅片板对角线相距最远处，确保传热工质从进口到出口的各路径阻力相同，受热均匀。
14.根据权利要求I所述的分离式翅片板蒸汽发生器，其特征是，所述蒸发端可以单独作为预热器使用，翅片板内不充注传热工质，而是作为预热水或者空气通道；板间烟气与板内侧的预热水或者空气进行换热
全文摘要
本发明公开一种分离式翅片板蒸汽发生器，由蒸发端和冷凝端通过上升管和下降管连接组成，其特征是，所述蒸发端由若干翅片板平行排列，安插于烟道之中，翅片板间是烟气通道，板内充注传热工质，传热工质经烟气加热蒸发，与烟气呈逆向流动。所述冷凝端是一个釜状承压设备，内部由若干长度不等的翅片板组成，独立于烟道之外，高于蒸发端安置，翅片板间是水-蒸汽通道，板内同样充注有传热工质，与蒸发端通过上升管和下降管连接。传热工质在此处冷凝放热，加热水蒸发产生蒸汽。本发明结构紧凑，体积小，设备简单，便于安装；使用寿命长，余热利用率高，设备成本低。
文档编号F28F3/06GK102635842SQ20121011050
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月16日 优先权日2012年4月16日
发明者凌祥, 温鸣科, 顾黎昊 申请人:南京工业大学, 南京瑞科特热能设备有限公司