[发明专利]一种组合缝隙式燃气蒸汽锅炉

权利要求书

1.一种组合缝隙式燃气蒸汽锅炉，其特征在于：所述锅炉立式布置，包括换热管、上集箱(2)、下集箱(3)、烟壳(4)、燃烧器(5)、冷凝器(6)、烟囱(7)和控制器；多个换热管组成竖直布置的环形管排，环形管排所围成的空间即为炉膛，相邻换热管之间组合形成沿圆周均布的轴向缝隙通道，所有换热管的上端和下端分别伸入上集箱(2)和下集箱(3)；上集箱(2)和下集箱(3)为环形集箱，与锅炉轴线共面的截面为长方形、圆形或三角形；上集箱(2)上有排汽口、安全阀、水位计接口、压力表或压力传感器、燃烧器安装面板；下集箱(3)上有进水口、排污口、炉膛冷凝器分隔板、水位计接口；烟壳(4)顶部与上集箱(2)的底部外沿相接，包围着所有换热管、下集箱(3)和冷凝器(6)，烟壳(4)与换热管和下集箱(3)之间存在着烟气流动的环形空间；燃烧器(5)固定在上集箱(2)的燃烧器安装面板上，冷凝器(6)位于下集箱(3)下方或外侧，冷凝从环形空间进入的烟气；烟壳(4)底部的冷凝水收集盘(4-1)位于冷凝器(6)下方；烟囱(7)位于冷凝水收集盘(4-1)的一端，与上集箱(2)外沿相离；

所述换热管采用瓦片翅圆管(1)；

所述冷凝器(6)采用盘管冷凝器(6-1)、组合缝隙式冷凝器(6-2)或组合缝隙式盘管冷凝器(6-3)；

燃烧器(5)采用扩散式燃烧器或全预混燃烧器；

天然气和空气在燃烧器(5)前端混合均匀后自上而下进入炉膛燃烧，燃烧产生的烟气在燃烧器安装面板和炉膛冷凝器分隔板的共同约束下进入瓦片翅圆管(1)之间的轴向缝隙通道，烟气在缝隙通道中降温后进入烟壳(4)与瓦片翅圆管(1)之间的环形空间，再通过烟壳(4)与下集箱(3)之间的环形空间进入冷凝器(6)冷凝降温，冷凝后的烟气进入烟壳(4)底部的冷凝水收集盘(4-1)，排出冷凝水后向上流动进入烟囱(7)离开锅炉；锅炉给水先进入冷凝器(6)吸收烟气余热，再进入下集箱(3)的进水口，在下集箱(3)中均匀分配到每根瓦片翅圆管(1)，向上流动的同时吸热汽化变为水蒸汽，上升至上集箱(2)，从上集箱(2)的排汽口离开锅炉；

所述瓦片翅圆管(1)由基管(1-1)和圆弧形状的瓦片翅(1-2)组成；瓦片翅(1-2)的内径大于基管(1-1)的外径，与相邻瓦片翅圆管(1)的基管(1-1)形成0.1～4mm宽的缝隙通道；根据使用环境的不同，瓦片翅(1-2)全包围、半包围、单侧包围或双侧包围相邻基管(1-1)；基管(1-1)外径与瓦片翅(1-2)外径所在圆相交或相切，相离时距离小于5mm，确保基管(1-1)与瓦片翅(1-2)之间的有足够的熔合面积，基管(1-1)内径与瓦片翅(1-2)内径所在圆相离，确保形成缝隙通道；基管(1-1)采用燃气锅炉标准规定的材料，瓦片翅(1-2)不是承压件，使用导热系数高的材料；瓦片翅(1-2)的圆弧内侧附加波纹，波纹采用三角形波纹、正弦曲线波纹、圆弧相切波纹或矩形波纹，进一步扩展瓦片翅的换热面积、扰流烟气强化换热；为辅助基管(1-1)与瓦片翅(1-2)的配合，在基管(1-1)表面点焊辅助定位片(1-3)，辅助定位片(1-3)的厚度即为缝隙通道的跨度，将瓦片翅圆管(1)的瓦片翅(1-2)内表面与相邻瓦片翅圆管(1)的基管(1-1)上的辅助定位片(1-3)紧靠，便能使缝隙通道的宽度维持在设计参数；瓦片翅圆管(1)之间的距离过小而无法焊接时，则在两端焊接缩颈头(1-4)或将两端基管缩颈处理得到缩颈头(1-4)，缩颈头(1-4)处没有瓦片翅(1-2)。

2.根据权利要求1所述的一种组合缝隙式燃气蒸汽锅炉，其特征在于：相邻瓦片翅圆管(1)之间的组合方式采用同心组合或偏心组合；采用同心组合时，基管(1-1)圆心与相邻瓦片翅圆管(1)的瓦片翅(1-2)圆心重合，相邻瓦片翅圆管(1)的基管(1-1)圆心之间的连线所成的角度等于180°减去360°除圆周方向布置的瓦片翅圆管(1)数量；采用偏心组合时，相邻瓦片翅圆管(1)的基管(1-1)圆心之间的连线所成的角度等于180°减去360°除圆周方向布置的瓦片翅圆管(1)数量，但基管(1-1)圆心与相邻瓦片翅圆管(1)的瓦片翅(1-2)圆心不重合，瓦片翅圆管(1)以基管(1-1)的中轴线为轴，向炉膛方向旋转一个小角度，使缝隙通道入口大出口小，更符合烟气降温过程的体积变化；瓦片翅圆管(1)沿圆周方向均布形成一圈环形管排，当锅炉功率增大时，采用两圈、三圈或四圈环形管排，增大换热面积。