一种在气体管道蒸汽锅炉中产生蒸汽的方法以及用于实现所述方法的气体管道蒸汽锅炉技术

一种气体管道蒸汽锅炉，包括：充满形成水表面(2A)的水的热交换 隔间(2)、在所述水表面上方并通过具有基本上垂直轴(10)和顶板(4) 的圆筒形圆筒形壁(1)限定的蒸汽顶部空间(8)、与所述蒸汽顶部空间 (8)连通的蒸汽出口(6)、贯穿所述热交换隔间(2)和所述蒸汽顶部空 间(8)延伸的一个或者更多气体管道、把加热气体供应到所述气体管道 (3)、用于通过在所述气体管道(3)和水之间的热交换来产生来自所述 水表面的蒸汽流的装置，以及布置在蒸汽顶部空间(8)用于从所述水表 面(2A)到所述蒸汽出口(6)引导蒸汽流蒸汽流的蒸汽流管道(7′、7″)； 至少一个气体管道(3)穿过管道横向地延伸，从而蒸汽流在与气体管道 (3)横切优选的是大致垂直的方向上流动，该管道的结构设计成这样， 即在该蒸汽流中的蒸汽超过一半，优选的是基本上全部被限制成沿着这样 的流径上流动，当该流径投射到水位上时，具有至少等于在所述壁(1) 第一点和与所述第一点水平相对的所述壁(1)第二点之间的最短距离， 在所述壁是圆筒形的情况下，所述距离为所述圆筒形壁的直径D。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在气体管道蒸汽锅炉中产生蒸汽的方法以及用于实 现所述方法的气体管道蒸汽锅炉。
技术介绍
关于这种方法和设备，重要的是，使从气体管道到水和蒸汽的能量转 移最佳化，以对于给定的能量输出来降低锅炉的总尺寸。 一般地，初步设 计参数包括输入气体温度、排气温度以及期望的最高能量输出，即给水温 度、蒸汽压力、温度和质量流量。优选的是，蒸汽应该干燥以至更优选的 是过热。从US 1,546,665中可知，提供具有挡板的气体管道蒸汽锅炉，其中该 挡板沿着锅炉壁形成圆孔，借此来自水面的蒸汽流只限于从水面到圆孔的 流动，以及从这里到中心蒸汽出口的流动。在此结构中，大部分产生的蒸 汽将只通过气体管道一段距离，这段距离大约为气体管道汽锅直径的1/2， 导致在气体管道和产生蒸汽之间不充分的热交换。特别是，不排他地，对于船用锅炉，由于可利用的空间有限，锅炉尺 寸就显得非常重要，所以本专利技术的目的是提供一种参考文献中类型的方法 和设备，这种方法和设备能够使锅炉对空间要求降低。
技术实现思路
根据专利技术，此目的通过以下方法来实现，该方法包括的步骤为-提供气体管道蒸汽锅炉，这种气体管道蒸汽锅炉包括 -充满形成水表面的水的热交换隔间，-在所述水表面上方并通过具有基本上垂直轴和顶板的圆筒形壁限定 的蒸汽顶部空间，-与所述蒸汽顶部空间连通的蒸汽出口 ，-贯穿所述热交换隔间和所述蒸汽顶部空间延伸的一个或者更多气体管道，-把加热气体供应到所述气体管道，用于通过在所述气体管道和在所 述热交换隔间中所述水之间的热交换来从所述水表面产生蒸汽流，-使所述蒸汽流穿过所述蒸汽顶部空间从所述水表面到所述蒸汽出口 流动，其中以这样方式，即在所述顶部空间中所述蒸汽流中蒸汽的超过一 半，优选的是基本上全部被强制在这样的方向上沿着流径流动，其中该方 向与所述气体管道横切，优选的是大致垂直，而当该流径投射到水位上时， 具有至少等于在所述壁第一点和与所述第一点水平相对的所述壁第二点 之间的最短距离，在所述壁是圆筒形的情况下，所述距离为所述圆筒形壁 的直径，从而在所述气体管道中的残留热传递到所述蒸汽流。因此，从气体管道到蒸汽顶部空间中蒸汽的热传递显著地提高，借此 锅炉的效率增加，同时产生的蒸汽因被干燥和可能过热而具有较高的品 质。在根据专利技术的方法的目前优选实施例中，所述流径的所述水平投影至 少是所述距离的两倍。通过这种方式，在气体管道和从水表面到蒸汽出口 的蒸汽流之间的接触增加，由此增加了在蒸汽顶部空间的热传递。在根据专利技术的方法的目前优选实施例中，蒸汽出口位于与该顶部空间 壁轴线的一定距离处，优选的是紧邻顶部空间壁由此限制蒸汽流在穿过蒸 汽出口前沿着全部气体管道侧向流动。在根据专利技术的方法的目前优选实施例中，流径的水平投影紧邻所述壁 上第一点或者在第一点上，延伸到与相对所述第一点相对的所述壁第二点 附近或者在该第二点上，优选的是从第二点延伸回来以及至少部分地回到所述第一点。通过这种方式，蒸汽流被强制经过全部气体管道移动，优选 的是在穿过蒸汽出口前至少移动两次。在根据专利技术的方法的目前优选实施例中，蒸汽流速度当蒸汽流从第二 点朝第一点流动时比当从紧邻所述第一点朝所述第二点流动时较低，在水 表面和蒸汽出口之间的一部分距离上，提供相对的高速度，优选的是大约15-30m/s，更优选的是15-25m/s，而在从水表面到蒸汽出口的随后一 部分行程中以降低的速度经过气体管道，优选的是大约10-15m/s，借此 高速度导致在气体管道周围形成紊流，保证了较高程度热传递，并且保证 了在蒸汽中可能水滴将冲击气体管道并且蒸发。在根据专利技术的方法的目前优选实施例中，用于气体管道的热气从燃烧 室提供，燃烧例如油、碳尘、天然气等等的燃料，然而，也可使用来自燃 气轮机或者内燃机的热废气。当使用来自燃烧室的热气时,所述燃烧室可设 置成与热交换隔间中的水接触，以把从燃烧室直接把热进一步输送到水 中。在第二方面，本专利技术涉及一种气体管道蒸汽锅炉，包括 -充满形成水表面的水的热交换隔间，-在所述水表面上方并通过具有基本上垂直轴和顶板的圆筒形壁限定 的蒸汽顶部空间，-与所述蒸汽顶部空间连通的蒸汽出口 ，-贯穿所述热交换隔间和所述蒸汽顶部空间延伸的一个或者更多气体管道，-把加热气体供应到所述气体管道的装置，用于通过在所述气体管道 和在所述热交换隔间中所述水之间的热交换来产生来自所述水表面的蒸 汽流，-布置在所述蒸汽顶部空间的蒸汽流管道，用于从所述水表面到所述 蒸汽出口传导所述蒸汽流，所述气体管道中至少一个穿过所述管道横向地 延伸，从而所述蒸汽流在与所述气体管道横切的方向，优选的是大致垂直 方向上流动，所述管道的结构设计成这样，即在所述蒸汽流中蒸汽的超过一半，优选的是基本上全部被强制沿着流径流动，当该流径投射到水位上 时，具有至少等于在所述壁第一点和与所述第一点水平相对的所述壁第二点之间的最短距离，在所述壁是圆筒形的情况下，所述距离为所述圆筒形 壁的直径。此气体管道蒸汽锅炉特别适合于实现以上方法。 在第三方面，本专利技术涉及一种气体管道蒸汽锅炉，包括 -充满形成水表面的水的热交换隔间，-在所述水表面上方并通过具有基本上垂直轴和顶板的圆筒形壁限定 的蒸汽顶部空间，-与所述蒸汽顶部空间连通的蒸汽出口 ，-贯穿所述热交换隔间和所述蒸汽顶部空间延伸的一个或者更多气体管道，-把加热气体供应到所述气体管道的装置，用于通过在所述气体管道 和在所述热交换隔间中所述水之间的热交换来从所述水表面产生蒸汽流，-布置在所述蒸汽顶部空间用于把所述蒸汽流从所述水表面传导到所 述蒸汽出口的蒸汽流管道，包括-第一大致水平板布置在所述顶板下面的垂直距离hl处，并具有形成 边缘的第一通道，而该边缘布置成与所述壁具有一定距离，以在所述第一 板和所述壁之间形成第一蒸汽流通道。在从属权利要求11-21和23-31中描述了根据本专利技术第二和第三方面的气体管道蒸汽锅炉优选实施例，其中这些优选实施例的优点将从以下详细 描述中显而易见。附图说明在下文中，将参考实施例来更详细描述专利技术，其中实施例仅仅借助于 附图中实例来示出。图1大略地示出了沿着根据本专利技术优选实施例锅炉中A-A线的垂直剖10面图la大略地示出了从顶部观察的锅炉，同时该图示出了图1和2中剖面 图所采取的剖面直线；图2大略地示出了沿着垂直于图1直线的B-B的竖直剖面图图3大略地示出了挡板结构的透视图4-7示出了根据本专利技术的锅炉蒸汽顶部空间的四个可能的不同结构。具体实施例方式图l示出的气体管道蒸汽锅炉包括充满水的热交换隔间2，所述水形成水面2a;在所述水面上面并由圆筒形壁1限定的蒸汽顶部空间8，其中该 圆筒形壁1具有基本上垂直的轴10、顶板4和直径D。蒸汽出口6连接到蒸汽 顶部空间8，而若干气体管道3贯穿热交换隔间2和蒸汽顶部空间8。加热气 体通过气体管道3流动，以通过在气体管道3和在热交换隔间2中水之间的 热交换从水面产生蒸汽流。在图l-3和图5示出的实施例中，来自水面的蒸汽流被强制沿着由挡板 7 '、 7 "限定的管道流动，借此，所述蒸汽被强制在与气体管道3横切的方 向流动，在此流动中的所有蒸汽被限制在这样的方向上流动，即在水平方 向在两个挡板7'、 7"之间流动，然后在相对的水平方向在上部隔板7"本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产生蒸汽的方法，包括的步骤是：　－提供气体管道蒸汽锅炉，气体管道蒸汽锅炉包括：　－充满水的热交换隔间，上述水形成有水表面　在所述水表面上方并通过具有大致垂直的轴和顶板的圆筒形壁限定的蒸汽顶部空间，　－与所述蒸汽顶部空间连通的蒸汽出口，　－贯穿所述热交换隔间和所述蒸汽顶部空间延伸的一个或者更多气体管道，　－把加热气体供应到所述气体管道，用于通过在所述气体管道和在所述热交换隔间中所述水之间的热交换来从所述水表面产生蒸汽流，　－使所述蒸汽流穿过所述蒸汽顶部空间以这样方式从所述水表面到所述蒸汽出口流动：即，在所述顶部空间中所述蒸汽流中蒸汽的超过一半，优选的是基本上全部被强制在这样的方向上沿着流径流动其中该方向与所述气体管道横切，优选的是大致垂直，而当该流径投射到水位上时，具有至少等于在所述壁第一点和与所述第一点水平相对的所述壁第二点之间的最短距离，在所述壁是圆筒形的情况下，所述距离为所述圆筒形壁的直径，　从而在所述气体管道中的残留热传送到所述蒸汽流中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：博迪尔·I·M·尼尔森，托马斯·帕拉普·彼泽森，
申请(专利权)人：奥尔堡工业有限公司，
类型：发明
国别省市：DK