一种蒸汽发生器制造技术

本发明专利技术属于蒸汽动力领域，公开了一种蒸汽发生器，包括：壳体和换热管，所述壳体设有入水口，水通过所述入水口充入所述壳体内腔；所述换热管设置在所述壳体内，所述换热管通过气体入口自壳体外部通入高温气体将水加热成蒸汽；所述壳体设有至少一个出口，以输出所述壳体内部形成的蒸汽。高温烟气通入换热管内通过热传递的方式对换热管进行加热，换热管的外壁与水接触将水加热成水蒸汽，加热后的水蒸汽通过换热管的外壁进一步加热然后从出口排出，以代替蒸发器、过热器和省煤器进行作业，降低占地面积。

【技术实现步骤摘要】
一种蒸汽发生器
本专利技术实施例涉及蒸汽动力领域，尤其涉及一种蒸汽发生器。
技术介绍
蒸汽发生器是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为蒸汽的机械设备。一般的蒸汽发生器应用于常压燃烧环境，即燃烧室和烟气的压力为常压、微正压或者微负压，在采用闭式循环蒸汽轮机系统的水下潜航器高压烟气、高背压排气环境下无法使用，而且常规的蒸汽发生器管程走水，管外走烟，由于烟气传热系数低，需要布置大量换热面。常规的蒸汽发生器由蒸发器、过热器、省煤器的分体布置，占地面积大，无法紧凑布置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种蒸汽发生器，解决现有技术中占用面积大的问题。本专利技术提供了一种蒸汽发生器，包括：壳体和换热管；壳体设有入水口，水通过入水口充入壳体内腔；换热管设置在壳体内，换热管通过气体入口自壳体外部通入高温气体将水加热成蒸汽；壳体设有至少一个出口，以输出壳体内部形成的蒸汽。高温气体通过换热管进入到壳体内部进行流动，在流动的过程中与壳体内的水进行换热，将壳体内的水加热成蒸汽，蒸汽从出口排出继而向外部的汽轮机或其他设备提供动力。进一步地，壳体内设置有过热蒸汽腔；过热蒸汽腔的腔体截面为环形；过热蒸汽腔具有高于壳体内水位高度的饱和蒸汽入口；换热管至少部分的位于过热蒸汽腔，饱和蒸汽在过热蒸汽腔内再次加热形成过热蒸汽；过热蒸汽通过过热蒸汽出口输出壳体外部。位于过热蒸汽腔内的一部分换热管中的高温气体温度较高，通过较高的温度将饱和蒸汽加热成过热蒸汽，并通过过热蒸汽出口排出继而推动汽轮机进行发电。进一步地，换热管包括依次连通或并排连通的多根管道；多根管道至少部分地与壳体之间形成蒸汽发生腔，蒸汽发生腔与过热蒸汽腔通过饱和蒸汽入口相通，多根管道通过高温气体将蒸汽发生腔内的水加热成蒸汽。气体通过管道之前对过热蒸汽腔内的饱和蒸汽进行加热以至于损失一部分热量，此时气体的温度依旧很高。气体通过管道对蒸汽发生腔内的水进行换热以将水加热成蒸汽。进一步地，壳体内水位上方、换热管的外壁与壳体之间形成饱和蒸汽腔；饱和蒸汽腔位于蒸汽发生腔与过热蒸汽腔之间，且分别于蒸汽发生腔与过热蒸汽腔相通；饱和蒸汽腔存储蒸汽；出口包括饱和蒸汽出口，饱和蒸汽出口将饱和蒸汽腔内的饱和蒸汽输送到壳体外部。饱和蒸汽腔用以存储蒸汽发生腔产生的蒸汽，其中，一路通过饱和蒸汽出口与外部的设备相连通，为外部的设备提供动力源。如：空调。另一路通过饱和蒸汽入口向过热蒸汽腔提供饱和蒸汽。进一步地，还包括：蒸汽孔板；蒸汽孔板设有多个通孔；蒸汽孔板盖设在蒸汽发生腔上，且高于壳体内水位高度；蒸汽发生腔内的汽液两相混合物透过蒸汽孔板的通孔溢出蒸汽。进一步地，壳体内设置有预热腔；预热腔的腔体截面为环形；入水口位于壳体下部，且与预热腔相连通，换热管至少部分的位于预热腔，水通过入水口流过预热腔进行预热。气体与蒸汽发生腔内的水进行换热后温度进一步降低，但是此时气体的温度高于水初始温度。为了提高热效率，将换热管的一部分布置在预热腔内，从而对水进行预热。进一步地，预热腔与过热蒸汽腔相互隔离，预热腔位于过热蒸汽腔下方。进一步地，预热腔与水下降环腔通过位于壳体外部的第一连接管相连通。进一步地，预热腔的外壁、过热蒸汽腔的外壁和壳体形成水下降环腔；水下降环腔将预热腔与蒸汽发生腔相连通。预热热水通过水下降环腔进入到蒸汽发生腔。由于预热腔与过热蒸汽腔相互隔离，因此预热腔内的水通过第一连接管进入到水下降环腔内，继而流进蒸汽发生腔变成蒸汽。进一步地，饱和蒸汽入口自蒸汽进入侧向热蒸汽腔侧成截面逐渐缩小的结构，利于饱和蒸汽进入过热蒸汽腔，并阻挡液滴进入到蒸汽发生腔，省去了汽液分离设备。进一步地，换热管的气体入口位于壳体中部，换热管靠近气体入口的部分位于过热蒸汽腔内。进一步地，换热管的气体出口位于壳体下部，换热管靠近气体出口的部分位于预热腔内。进一步地，位于过热蒸汽腔内的换热管包括：第一环形腔室和第二环形腔室，第一环形腔室位于第二环形腔室下方，第一环形腔室与第二环形腔室通过至少一组环形分布的多根通道连通。高温气体进入换热管时，压力高、且流速不稳定。因此在换热管上设置第一环形腔室和第二环形腔室对高温进行稳压和稳流。进一步地，换热管包括第三腔室，第三腔室位于饱和蒸汽腔内，第三腔室与第二环形腔室相连通。第二环形腔室通过多根连接管道与第三腔室相连通，气体通过多根连接管道进入第三腔室，第三腔室对气体进行汇流以对气体进行稳流，防止出现偏流现象。进一步地，壳体的底部设有第四腔室，第四腔室位于第三腔室的下方；第四腔室与第三腔室通过管道相连通。多根管道穿过蒸汽发生腔使第三腔室与第四腔室相连通，以提高换热管与水的接触面积产生更多的蒸汽。第四腔室的目的在于对流经管道内的气体进行汇流和稳流。进一步地，换热管包括：第五环形腔室和第六环形腔室，第五环形腔室位于第六环形腔室上方，第五环形腔室与第六环形腔室通过至少一组环形分布的多根通道连通；第五环形腔室通过位于壳体外部的第二连接管与第四腔室相连通；第六环形腔室与换热管的气体出口连通。第五环形腔室和第六环形腔室的目的在于对气体进行稳流，以及对预热腔内的水进行预热。进一步地，换热管与壳体采用汽包用钢材料制成。提高换热管和壳体的承受能力，便于产生压力较高的过热蒸汽和饱和蒸汽。进一步地，还包括：液位传感器和/或压力传感器和/或温度传感器；液位传感器用以检测壳体内的水位；温度传感器用以检测壳体内的水温；压力传感器用以检测壳体内的水压。其中，设置液位传感器、温度传感器以及压力传感器的目的在于监测蒸汽发生器的工作状态，当蒸汽发生器出现异常时及时对蒸汽发生器进行维修。本专利技术蒸汽发生器至少具有以下有益效果之一；1、管内走烟气，蒸发过程在腔体内形成，优化了汽液两相通流，能量密度大；2、换热管的绝大部分位于壳体内部，降低了散热损失；3、饱和水和预热水进行了热隔离。免除了传统蒸汽发生器保温和隔热的设计，同时排除了下降过程受热导致破坏自然循环的因素。液面精确控制，实现饱和蒸汽发生；4、水预热、饱和蒸汽发生、过热蒸汽发生等过程高度集成在一个圆柱状的压力容器内。设备体积大幅度减小，结构紧凑，便于在特种行业的集约化装备应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一中的一种蒸汽发生器的整体结构示意图；图2为本专利技术实施例二中的一种蒸汽发生器的整体结构示意图；图3为本专利技术实施例三中的一种蒸汽发生器的整体结构示意图；图4为本专利技术实施例四中的一种蒸汽发生器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蒸汽发生器，其特征在于，包括：壳体和换热管；/n所述壳体设有入水口，水通过所述入水口充入所述壳体内腔；/n所述换热管设置在所述壳体内，所述换热管通过气体入口自壳体外部通入高温气体将所述水加热成蒸汽；/n所述壳体设有至少一个出口，以输出所述壳体内部形成的蒸汽。/n

【技术特征摘要】
1.一种蒸汽发生器，其特征在于，包括：壳体和换热管；
所述壳体设有入水口，水通过所述入水口充入所述壳体内腔；
所述换热管设置在所述壳体内，所述换热管通过气体入口自壳体外部通入高温气体将所述水加热成蒸汽；
所述壳体设有至少一个出口，以输出所述壳体内部形成的蒸汽。


2.根据权利要求1所述的一种蒸汽发生器，其特征在于，所述壳体内设置有过热蒸汽腔；所述过热蒸汽腔的腔体截面为环形；所述过热蒸汽腔具有高于所述壳体内水位高度的饱和蒸汽入口；所述换热管至少部分的位于所述过热蒸汽腔，所述饱和蒸汽在所述过热蒸汽腔内再次加热形成过热蒸汽；所述过热蒸汽通过过热蒸汽出口输出所述壳体外部。


3.根据权利要求2所述的一种蒸汽发生器，其特征在于，所述换热管包括依次连通或并排连通的多根管道；多根所述管道至少部分地与所述壳体之间形成蒸汽发生腔，所述蒸汽发生腔与所述过热蒸汽腔通过所述饱和蒸汽入口相通，多根所述管道通过高温气体将蒸汽发生腔内的水加热成蒸汽。


4.根据权利要求3所述的一种蒸汽发生器，其特征在于，所述壳体内水位上方、所述换热管的外壁与所述壳体之间形成饱和蒸汽腔；所述饱和蒸汽腔位于所述蒸汽发生腔与所述过热蒸汽腔之间，且分别于所述蒸汽发生腔与所述过热蒸汽腔相通；所述饱和蒸汽腔存储蒸汽；
所述出口包括饱和蒸汽出口，所述饱和蒸汽出口将所述饱和蒸汽腔内的饱和蒸汽输送到所述壳体外部。


5.根据权利要求3所述的一种蒸汽发生器，其特征在于，还包括：蒸汽孔板；
所述蒸汽孔板设有多个通孔；所述蒸汽孔板盖设在所述蒸汽发生腔上，且高于所述壳体内水位高度；
所述蒸汽发生腔内的汽液两相混合物透过蒸汽孔板的通孔溢出蒸汽。


6.根据权利要求3所述的一种蒸汽发生器，其特征在于，所述壳体内设置有预热腔；所述预热腔的腔体截面为环形；所述入水口位于所述壳体下部，且与所述预热腔相连通，所述换热管至少部分的位于所述预热腔，水通过所述入水口流过所述预热腔进行预热。


7.根据权利要求6所述的一种蒸汽发生器，其特征在于，所述预热腔与所述过热蒸汽腔相互隔离，所述预热腔位于所述过热蒸汽腔下方。


8.根据权利要求6所述的一种蒸汽发生器，其特征在于，所述预热腔的外壁、所述过热蒸汽腔的外壁和所述壳体形成水...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁鹏飞，郝世超，张冲，李建军，吴伟，
申请(专利权)人：中船重工上海新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31