[其他]立式翅片横水管废气锅炉

说明书

本发明属于回收陆用和船用发动机，特别是柴油机的排气余热的自然循环废气锅炉。

自然循环废气锅炉中，使用最普遍的是烟管废气锅炉。该型锅炉由于烟气与管壁成纵向冲刷，因此烟气的放热系数α低，导致传热系数K也低;且由于烟管呈光管形式，在一定的炉体内可以布置的烟管数目有限，故总的传热面积F小。锅炉的传热量Q＝K＊F＊△t，其中K为传热系数，F为传热面积，△t为传热温差。由于烟管废气锅炉的K和F都低，相应的传热量Q也较少，蒸发量也偏少，烟管废气锅炉的热效率η只有20-25%。

中船总公司704所设计的燃油辅锅炉（图号4152CB），如图1所示，燃油通过燃油喷嘴在炉膛中燃烧，加热横向倾斜布置在炉胆上的炉管（光管）内的水使炉管内的水受热变成汽水混合物沿着炉管向右上方流动，而温度相对比较低的炉水从炉管的左下方流入，继续被加热，这样炉内水依靠自身的重度差上下，形成自然循环，蒸汽聚在上面被引出利用。该锅炉的炉管为横向布置，高温烟气对炉管作横向冲刷，提高了烟气的放热系数α，从而提高了传热系数K。但该锅炉的炉管为光管形式，锅炉的传热面积F小。

应强调的是，在《船舶锅炉》一书（史太瑞等合编，国防工业出版社，1984年11月第一版）和《船舶蒸汽锅炉》高等教材（陈心铭等编，人民交通出版社，1983年6月第一版）都明确规定了水管与水平轴的夹角为15°～20°。中船总公司704所设计的燃油辅助锅炉的炉管与水平轴的夹角也为15°～20°。

本发明的目的在于克服现有技术中传热系数K低，传热面积F小的缺点，特研制出立式翅片横水管废气锅炉，以达到提高传热系数K和在有限空间内成倍的增加传热面积F，从而成倍的增加余热回收量Q的目的。

因为在废气锅炉中利用的是废气的余热，△t低已无法提高，因此本发明旨在提高传热系数K和传热面积F。为此，本发明采用了图1所示的横向布置炉管的结构形式，达到了提高传热系数K的目的。传热系数K可高达50-55千卡/平方米时摄氏度，而烟管废气锅炉的传热系数K只有20-25千卡/平方米时摄氏度。此外，为了增加传热面积F，特在横向布置的炉管外焊装了翅片，使传热面积F增加到60平方米。由于K.F的提高使废气锅炉的热效率η可达到50%以上。本发明是一种回收废气余热的设备，是节约能源的一种极好的途径与手段。它适用于陆用和船用发动机，特别适用于柴油机的排气余热的回收。

本发明详细构造如图2所示。它是在汽水筒内设炉胆，在炉胆内装有横向布置的炉管，该炉管为管外焊装了翅片的翅片管。横向装焊在炉胆内的翅片管与水平轴的夹角大于等于8°〔注〕。当高温烟气从底部进入炉胆后，便对安装在炉胆内部的翅片管外表面作横向冲刷加热，翅片管中的水受烟气加热后，温度逐渐升高，直至变成汽水混合物。由于炉胆外面的水没有直接受烟气加热，其温度要比翅片管内汽水混合物的温度低，管内汽水混合物的比重减少，因此汽水混合物就沿与水平轴的夹角大于等于8°的方向，在管内向右上方流动（如箭头所示），而温度相对较低的炉水从翅片管的左下方流入管内予以补充，这样炉内温度不同的炉水依靠相互间重度差别，上下自动流动，形成自然循环，在加热过程中所产生的蒸汽聚集在汽水筒顶部被引出利用。

附图说明：

图1立式横水管燃油辅锅炉结构图

图2立式翅片横水管废气锅炉结构图

在图1中：

1-蒸汽2-炉水3-汽水筒4-炉管（光管）5-炉胆6-燃油喷嘴7-炉膛

其结构为在汽水筒（3）内中部设有炉胆（5），炉管（光管）（4）横向焊装在炉胆（5）上，锅炉下部设有炉膛（7）和燃油喷嘴（6）。

燃油通过燃油喷嘴（6）喷入炉膛（7）燃烧，加热炉管（光管）（4）中的炉水（2），成汽水混合物并向右上方流动，温度相对比较低的炉水（2）从左下方进入炉管（光管）（4），给予补充并继续受热，汽水混合物中的蒸汽（1）J聚集在顶部被引出利用。

在图2中：

1-蒸汽2-炉水3-汽水筒5-炉胆8-高温烟气进口9-炉水进口10-翅片管11-蒸汽出口12-低温烟气出口