[其他]立式翅片橫水管廢氣鍋爐

在審

• 申請號: 101987000002392
• 申請日: 1987-04-03
• 公開（公告）號: CN87102392B
• 公開（公告）日: 1988-11-02
• 發明（設計）人: 羊冀賢
• 申請（專利權）人: 蕪湖長江輪船公司
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所
• 代理人: 饒黃裳;張麗萍

本發明為立式翅片橫水管廢氣鍋爐，它屬于自然循環廢氣鍋爐。它是在汽水筒內設爐膽，在爐膽內裝有橫向布置的爐管，該爐管為管外焊裝了翅片的翅片管，翅片管與水平軸的夾角大于等于８°。由于本發明采用了翅片管橫向布置提高了傳熱系數和傳熱面積，從而使本發明的熱效率提高到５０％以上。本發明是一種回收廢氣余熱的設備，是節約能源的一種途徑與手段，它可適用一切有廢氣余熱的領域，特別是對陸用和船用發動機的排氣余熱回收有效。

本發明屬于回收陸用和船用發動機，特別是柴油機的排氣余熱的自然循環廢氣鍋爐。

自然循環廢氣鍋爐中，使用最普遍的是煙管廢氣鍋爐。該型鍋爐由于煙氣與管壁成縱向沖刷，因此煙氣的放熱系數α低，導致傳熱系數K也低;且由于煙管呈光管形式，在一定的爐體內可以布置的煙管數目有限，故總的傳熱面積F小。鍋爐的傳熱量Q＝K＊F＊△t，其中K為傳熱系數，F為傳熱面積，△t為傳熱溫差。由于煙管廢氣鍋爐的K和F都低，相應的傳熱量Q也較少，蒸發量也偏少，煙管廢氣鍋爐的熱效率η只有20-25%。

中船總公司704所設計的燃油輔鍋爐（圖號4152CB），如圖1所示，燃油通過燃油噴嘴在爐膛中燃燒，加熱橫向傾斜布置在爐膽上的爐管（光管）內的水使爐管內的水受熱變成汽水混合物沿著爐管向右上方流動，而溫度相對比較低的爐水從爐管的左下方流入，繼續被加熱，這樣爐內水依靠自身的重度差上下，形成自然循環，蒸汽聚在上面被引出利用。該鍋爐的爐管為橫向布置，高溫煙氣對爐管作橫向沖刷，提高了煙氣的放熱系數α，從而提高了傳熱系數K。但該鍋爐的爐管為光管形式，鍋爐的傳熱面積F小。

應強調的是，在《船舶鍋爐》一書（史太瑞等合編，國防工業出版社，1984年11月第一版）和《船舶蒸汽鍋爐》高等教材（陳心銘等編，人民交通出版社，1983年6月第一版）都明確規定了水管與水平軸的夾角為15°～20°。中船總公司704所設計的燃油輔助鍋爐的爐管與水平軸的夾角也為15°～20°。

本發明的目的在于克服現有技術中傳熱系數K低，傳熱面積F小的缺點，特研制出立式翅片橫水管廢氣鍋爐，以達到提高傳熱系數K和在有限空間內成倍的增加傳熱面積F，從而成倍的增加余熱回收量Q的目的。

因為在廢氣鍋爐中利用的是廢氣的余熱，△t低已無法提高，因此本發明旨在提高傳熱系數K和傳熱面積F。為此，本發明采用了圖1所示的橫向布置爐管的結構形式，達到了提高傳熱系數K的目的。傳熱系數K可高達50-55千卡/平方米時攝氏度，而煙管廢氣鍋爐的傳熱系數K只有20-25千卡/平方米時攝氏度。此外，為了增加傳熱面積F，特在橫向布置的爐管外焊裝了翅片，使傳熱面積F增加到60平方米。由于K.F的提高使廢氣鍋爐的熱效率η可達到50%以上。本發明是一種回收廢氣余熱的設備，是節約能源的一種極好的途徑與手段。它適用于陸用和船用發動機，特別適用于柴油機的排氣余熱的回收。

本發明詳細構造如圖2所示。它是在汽水筒內設爐膽，在爐膽內裝有橫向布置的爐管，該爐管為管外焊裝了翅片的翅片管。橫向裝焊在爐膽內的翅片管與水平軸的夾角大于等于8°〔注〕。當高溫煙氣從底部進入爐膽后，便對安裝在爐膽內部的翅片管外表面作橫向沖刷加熱，翅片管中的水受煙氣加熱后，溫度逐漸升高，直至變成汽水混合物。由于爐膽外面的水沒有直接受煙氣加熱，其溫度要比翅片管內汽水混合物的溫度低，管內汽水混合物的比重減少，因此汽水混合物就沿與水平軸的夾角大于等于8°的方向，在管內向右上方流動（如箭頭所示），而溫度相對較低的爐水從翅片管的左下方流入管內予以補充，這樣爐內溫度不同的爐水依靠相互間重度差別，上下自動流動，形成自然循環，在加熱過程中所產生的蒸汽聚集在汽水筒頂部被引出利用。

附圖說明：

圖1立式橫水管燃油輔鍋爐結構圖

圖2立式翅片橫水管廢氣鍋爐結構圖

在圖1中：

1-蒸汽 2-爐水 3-汽水筒 4-爐管（光管） 5-爐膽 6-燃油噴嘴 7-爐膛

其結構為在汽水筒（3）內中部設有爐膽（5），爐管（光管）（4）橫向焊裝在爐膽（5）上，鍋爐下部設有爐膛（7）和燃油噴嘴（6）。