[发明专利]一种蒸汽锅炉的尺寸设计方法

说明书

本发明提供了一种蒸汽换热器的尺寸设计方法，所述蒸汽换热器包括上锅筒和下锅筒和连接在上锅筒和下锅筒之间的上升管和下降管，其特征在于，所述上升管内设置稳流装置，所述稳流装置是片状结构，所述片状结构在上升管的横截面上设置；沿着上升管内流体的流动方向，上升管内设置多个稳流装置，从上升管的入口到上升管的出口，稳流装置的正方形通孔的边长为L，L=F₃(X)，L’是Ｌ的一次导数，满足如下要求：Ｌ’0。本发明提供一种新式结构的稳流装置的蒸汽换热器设计方法，采取此方法设计的锅炉，不断的在流体输送过程中分隔气相和液相，从而最大程度上减少震动和噪音。

技术领域

本发明是委托高校进行研发的项目。本发明属于蒸汽发生领域，尤其涉及一种蒸汽锅炉，属于IPC分类号F22领域。

背景技术

从炉中接受热量、并使流体从低位流到高位的回路称之为“上升回路”，而接受热量、并使流体从高位流到低位的回路称之为“下降回路”。一个回路由一根管子或一组管子组成，这组管子从一个公共点，如联箱或蒸汽锅筒引出，终止于同样为联箱或锅筒这样的公共点。

在大多数自然循环锅炉设计中，构成蒸发部分的受热管一般供流体向上流动，但在多锅筒锅炉中，蒸发管束的下降受热管则不然。在这种类型的锅炉中，下降受热管提供炉内和蒸发管束部分的上升管的全部循环流量。

一方面，上升管的流体在向上过程中，一般是汽液两相流，从而使得上升管内的流体是汽液混合物，汽液两相流的存在使得影响了上升管吸热的效率。

另一方面，从上升管出口到上锅筒这一段，因为这一段的空间突然变大，空间的变化会导致气体的快速向上流出和聚集，因此空间变化会导致聚集的汽相(汽团)从上升管位置进入上锅筒，由于气(汽)液密度差，气团离开接管位置将迅速向上运动，而气团原空间位置被气团推离壁面的液体同时也将迅速回弹并撞击壁面，形成撞击现象。气(汽)液相越不连续，气团聚集越大，撞击能量越大。撞击现象会造成较大的噪声震动和机械冲击，对设备造成破坏。

在前面申请中也设计了多种解决上述问题的上升管装置，例如2017102546447多管式，但是此种装置在运行中发现，因为管子之间是紧密结合在一起，因此三根管子之间形成的空间A相对较小，因为空间A是三根管子的凸弧形成，因此空间A的大部分区域狭窄，会造成流体难于进入通过，造成流体短路，从而影响了流体的换热，无法起到很好的稳流作用。同时因为上述结构的多根管子组合在一起，制造困难。再例如2017102666326结构，虽然该结构解决了流体短路现象，但是却存在流通面积大大缩小的问题，导致流动阻力的增加。再例如2017102949490的环形稳流装置，环形结构中稳流装置采用环形结构，导致整体上稳流装置环空在周向上分隔不均匀，而且因为存在环形结构，使得环空的四个夹角的位置出现了小于90度的锐角，这会导致在小于90度的锐角部分存在流体流动短路的问题。

针对上述问题，本发明在前面发明的基础上进行了改进，提供了一种新的蒸汽锅炉及其设计方法，从而解决上升管吸热效率低的问题。

发明内容

本发明提供了一种新的蒸汽锅炉，从而解决前面出现的技术问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种蒸汽锅炉的设计方法，所述蒸汽锅炉包括上锅筒和下锅筒和连接在上锅筒和下锅筒之间的上升管和下降管，其特征在于，所述上升管内设置稳流装置，所述稳流装置是片状结构，所述片状结构在上升管的横截面上设置；所述稳流装置为正方形通孔和正八边形通孔组成，所述正方形通孔的边长等于正八边形通孔的边长，所述正方形通孔的四个边分别是四个不同的正八边形通孔的边，正八边形通孔的四个互相间隔的边分别是四个不同的正方形通孔的边；所述设计方法如下：随着上升管管径的增加，正方形通孔的边长也不断增加。

作为优选，但是随着上升管管径的越来越大，正方形通孔的边长不断增加的幅度越来越小。

作为优选，所述上升管内壁设置缝隙，所述稳流装置的外端设置在缝隙内。