專利名稱：真空相變負壓采暖裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種真空相變負壓采暖裝置，特別適用于垂直熱超導液為無機熱載體的真空相變負壓燃油、燃汽采暖裝置。
背景技術：
一般負壓鍋爐與真空相變負壓采暖裝置存在許多不同點。其中最主要的是，一般負壓鍋爐的熱交換器為水管熱交換器，其為獨立的個體(如圖9所示)；而真空相變負壓采暖裝置的熱交換器是與之為一體的、密閉性極高的汽管熱交換器。
目前，國內的真空相變負壓鍋爐還較少，國外的真空相變負壓鍋爐卻多為板式結構。板式結構的鍋爐極易形成汽室，且受熱面積不如管式結構大、均勻，安全性也差；采暖用水在管內的熱交換器在熱交換時，上管的冷凝液會滴到下管壁上而降低下管的熱交換效率。又因水泵推動在負壓鍋爐內換熱，熱交換器與鍋爐為兩個獨立系統(tǒng)，如果水泵停止工作，熱交換器帶不走鍋爐內的熱量，就會造成鍋爐內壓力上升，導致鍋爐爆炸。迄今為止，這些問題一直未能取得突破性的進展，尤其對小型鍋爐而言，更為嚴重。

發(fā)明內容
本實用新型的目的在于提出一種真空相變負壓采暖裝置，該裝置是管式的并且將采、換、熱設成一體，同時該裝置的鍋爐在任何條件下都能保證高效、安全地運行，即使出現(xiàn)意外也不會引起鍋爐爆炸。
實施本實用新型上述目的，所采取的具體技術方案如下一種真空相變負壓采暖裝置，它包括垂直熱超導系統(tǒng)、外膽和采暖腔，垂直熱超導系統(tǒng)包括負壓爐膽、熱交換器，垂直熱超導系統(tǒng)內裝有垂直熱超導液，垂直熱超導系統(tǒng)還包括泄壓裝置，負壓爐膽包括上鍋筒、下鍋筒、上升管、下降管、冷凝立管，上升管、下降管的上、下兩端分別連通上鍋筒和下鍋筒，冷凝立管的下端連通下鍋筒，上端連通泄壓裝置。
上鍋筒為“P”形截面的環(huán)狀筒，下鍋筒為“O”形截面的環(huán)狀筒。
熱交換器包括出氣夾套、冷凝立管、冷凝斜管，冷凝斜管連通出氣夾套和冷凝立管。
泄壓裝置包括排空泄壓環(huán)和排空泄壓器，排空泄壓器連通排空泄壓環(huán)。
排空泄壓器包括電接點真空壓力表和電磁閥。
上升管有多組，每組有多支；下降管和冷凝立管分別有多支。
出氣夾套的內套為煙筒外壁，外套為一環(huán)形筒，上端面為環(huán)形板，下端連通上鍋筒，冷凝斜管有多支。
在上鍋筒內設一汽液分離板，將上鍋筒分成上汽室和下液室，該汽液分離板上設置有多個孔。
外膽包括內夾套、外夾套、上封板和下封板，內夾套上端連接上鍋筒的下端，內夾套下端連接下封板，外夾套的上部設出水管口，其下部設進水管口。
在內夾套內設一耐火水泥套，所述耐火水泥套封固下降管、冷凝立管以及下鍋筒，所述耐火水泥套上端連接上鍋筒下端面。
采暖腔為由外夾套、上封板、下封板、內夾套、上鍋筒的外壁及上壁和出氣夾套外壁組成的腔體。
垂直熱超導系統(tǒng)內是相對真空的，當負壓爐膽內的垂直熱超導液加熱到一定溫度時，其即開始起動相變，垂直熱超導蒸汽將吸收大量熱量，垂直上升至熱交換器內并向采暖腔的水中散熱。當鍋爐內的采暖水溫達到設定的溫度時，垂直熱超導系統(tǒng)內的工作壓力就保持在安全所需的工作壓力范圍內。如果鍋爐缺水或有空氣在垂直熱超導系統(tǒng)內，導致該系統(tǒng)內壓力上升到0.1Mpa(絕對壓力)時，設置在泄壓環(huán)上的排空泄壓器會自動泄壓，同時排除垂直熱超導系統(tǒng)內的空氣。
由于垂直熱超導系統(tǒng)各個部分為相互連通的管式結構，而且其密閉性極高；這樣采、換、熱就成為一體，使得真空相變負壓采暖裝置在任何條件下都保證高效、安全的運行，即使出現(xiàn)意外也不會引起鍋爐爆炸。


圖1為本實用新型真空相變負壓采暖裝置的主視圖；圖2為圖1的A-A剖視圖；圖3為圖1的B-B剖面圖；
圖4為圖1的C-C剖面圖；圖5為圖1的D-D剖面圖；圖6為下鍋筒俯視圖；圖7為上鍋筒仰視圖；圖8為汽液分離板平面圖。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，真空相變負壓采暖裝置主要由三部分組成，即垂直熱超導系統(tǒng)、外膽和采暖腔。
垂直熱超導系統(tǒng)中下部是爐膽，爐膽由3組(12支+13支+15支)上升管1和5支下降管3、7支冷凝立管2組成。下降管3和冷凝立管2的下端分別與環(huán)狀的管下鍋筒4焊通，上端與截面為P狀的用鋼板焊接而成的上鍋筒5的下端面外環(huán)形鋼板17焊通。3組上升管1下端焊通在下鍋筒4上，上端焊通在上鍋筒5下端環(huán)形鋼板16上。
垂直熱超導系統(tǒng)上部由熱交換器34(組件7+2+9)和泄壓環(huán)12組成。煙筒8下端焊接在上鍋筒5的內環(huán)上端，煙筒8下部同時兼作出汽夾套31的內套，出汽夾套31的外套7下端焊接在上鍋筒5上端面上，出汽夾套31的上端用環(huán)形鋼板33，將煙筒8與外套7焊封，出汽夾套31的下端是與上鍋筒5相連通的。
7組(7×6支)冷凝斜管9的一端焊通在外套7上，另一端焊通在冷凝立管2上，組成了汽管熱交換器34(組件7+2+9)，如圖1、圖2所示。
7支冷凝立管2上端與泄壓環(huán)12焊通。排空泄壓器14通過上封板15并與其焊封后再與泄壓環(huán)12焊通，排空泄壓器14由電接點真空壓力表和電磁閥組成。
套管24上端出上鍋筒5上端面的環(huán)形鋼板后，管外壁與上鍋筒5上端面的環(huán)形鋼板焊封，套管24下端出上鍋筒5下端面外環(huán)形鋼板17后，管外壁與上鍋筒5下端面外環(huán)形鋼板焊封，冷凝立管2從套管24內穿過后，將套管24下端口與冷凝立管2外壁焊封。
下耐火泥封板23安放在下封板22上并用耐火水泥套19加固，耐火水泥套19延下降管3和冷凝立管2上升至上鍋筒5下端，并將下降管3和冷凝立管2包封在耐火水泥套19內。
耐火水泥分流帽11、18分別安放在內膽的中部和中上部。
真空相變負壓采暖裝置的外膽是由內夾套21、外夾套20、上封板15和下封板22組成。內夾套21上端焊接在上鍋筒5外環(huán)下端，內夾套21下端焊接在下封板22上，外夾套20下端焊接在下封板22外環(huán)上，上封板15外環(huán)焊封在外夾套20上端，上封板15內環(huán)焊接在煙筒8上，煙筒頂端焊接連接法蘭13。
真空相變負壓采暖裝置坐落在環(huán)形槽鋼35上，環(huán)形槽鋼35焊接在下封板22下面。
出水管口25和進水管口26分別焊通在外夾套20的上部和下部，上封板15上焊通一個通大氣管口27。
打有若干孔的汽液分離鋼板6焊接在上鍋筒5內中部，將上鍋筒5分成上汽室、下液室兩部分。
觀察孔28設在爐膛中央的外壁上，燃燒機口29設在爐膛中下部的外壁上，防爆門30設在燃燒機口29對面的外壁上。
真空相變采暖裝置工作前垂直熱超導系統(tǒng)內是相對真空狀態(tài)(0.01～0.02Mpa絕對壓力)的，當爐膛點火后，3組上升管受熱，垂直熱超導液32在36～39℃時即開始起動相變，垂直熱超導液32在相變?yōu)檎羝麜r會吸收大量的熱量，垂直向上通過上鍋筒5和出汽夾套31進入9組熱交換器34(組件7+2+9)內，冷凝斜管9向采暖腔10中釋放汽化潛熱，冷凝后形成的垂直熱超導液32通過冷凝立管2下降至下鍋筒4內，重新起動工作。3組上升管內的垂直熱超導液受熱后，會以汽液混合狀態(tài)上升至上鍋筒5，汽液混合狀態(tài)垂導介質被汽液分離板6分離，垂導蒸汽通過汽液分離板6進入熱交換器34(組件7+2+9)，垂直熱超導液32會滯留在上鍋筒5中，自動降入下降管3，回到下鍋筒中，這樣周而復始的循環(huán)。因通大氣管27的設置，所以采暖腔10內的水最高溫度也不會超過100℃，我們設定采暖用水量75～95℃，在該工況下垂直熱超導系統(tǒng)內的絕對壓力為0.07～0.09Mpa，相對大氣壓力為-0.03～-0.01Mpa，自然實現(xiàn)了負壓工作的目的。
分流帽11為環(huán)狀耐火水泥板，它可將火焰及熱煙氣流分成兩路上升，延分流帽以外沿上升的火焰和熱煙氣流可以充分沖刷和碰撞上升管1來實現(xiàn)熱交換。這樣可以實現(xiàn)既節(jié)能又環(huán)保的雙重功效。
由于垂直熱超導系統(tǒng)都是由管和鋼板焊接而成的，不可避免的長期工作，會從管壁、板壁和焊口處有少量空氣滲透到垂直熱超導系統(tǒng)內，垂直熱超導液32在初始工作時含在液中的空氣也會不斷被分離出來。由于空氣的比重比垂直熱超導液小，又比垂導蒸汽大，所以空氣都會最終集中在泄壓環(huán)12內。因空氣是不可冷凝的，它占據(jù)了泄壓環(huán)的容積會增加垂直熱超導系統(tǒng)內工作時的壓力、當水泵不能正常拉動采暖腔10內的水對熱交換器34(組件7+2+9)進行熱交換時，垂直熱超導系統(tǒng)內的工作壓力也會上升，在絕對壓力高于0.1Mpa時，設置在泄壓環(huán)12上的泄壓器排空泄壓器14就會自動打開，將多余的壓力泄掉。
權利要求1.一種真空相變負壓采暖裝置，它包括垂直熱超導系統(tǒng)、外膽和采暖腔，垂直熱超導系統(tǒng)包括負壓爐膽、熱交換器，其特征在于，所述垂直熱超導系統(tǒng)內裝有垂直熱超導液，所述垂直熱超導系統(tǒng)還包括泄壓裝置，所述負壓爐膽包括上鍋筒、下鍋筒、上升管、下降管、冷凝立管，所述上升管、下降管的上、下兩端分別連通上鍋筒和下鍋筒，所述冷凝立管的下端連通下鍋筒，上端連通泄壓裝置。
2.如權利要求1所述的真空相變負壓采暖裝置，其特征在于，所述上鍋筒為“P”形截面的環(huán)狀筒，所述下鍋筒為“O”形截面的環(huán)狀筒。
3.如權利要求1所述的真空相變負壓采暖裝置，其特征在于，所述熱交換器包括出氣夾套、冷凝立管、冷凝斜管，所述冷凝斜管連通出氣夾套和冷凝立管。
4.如權利要求1所述的真空相變負壓采暖裝置，其特征在于，所述泄壓裝置包括排空泄壓環(huán)和排空泄壓器，所述排空泄壓器連通所述的排空泄壓環(huán)。
5.如權利要求4所述的真空相變負壓采暖裝置，其特征在于，所述排空泄壓器包括電接點真空壓力表和電磁閥。
6.如權利要求1所述的真空相變負壓采暖裝置，其特征在于，所述上升管有多組，每組有多支；所述下降管和冷凝立管分別有多支。
7.如權利要求3所述的真空相變負壓采暖裝置，其特征在于，所述出氣夾套的內套為煙筒外壁，外套為一環(huán)形筒，上端面為環(huán)形板，下端連通上鍋筒，所述冷凝斜管有多支。
8.如權利要求1或2所述的真空相變負壓采暖裝置，其特征在于，在所述的上鍋筒內設一汽液分離板，將上鍋筒分成上汽室和下液室，該汽液分離板上設置有多個孔。
9.如權利要求1所述的真空相變負壓采暖裝置，其特征在于，所述外膽包括內夾套、外夾套、上封板和下封板，所述內夾套上端連接上鍋筒的下端，內夾套下端連接下封板，外夾套的上部設出水管口，其下部設進水管口。
10.如權利要求9所述的真空相變負壓采暖裝置，其特征在于，在內夾套內設一耐火水泥套，所述耐火水泥套封固下降管、冷凝立管以及下鍋筒，所述耐火水泥套上端連接上鍋筒下端面。
11.如權利要求1所述的真空相變負壓采暖裝置，其特征在于，采暖腔為由外夾套、上封板、下封板、內夾套、上鍋筒的外壁及上壁和出氣夾套外壁組成的腔體。
專利摘要一種真空相變負壓采暖裝置，它包括垂直熱超導系統(tǒng)、外膽和采暖腔，垂直熱超導系統(tǒng)包括負壓爐膽、熱交換器，垂直熱超導系統(tǒng)內裝有垂直熱超導液，垂直熱超導系統(tǒng)還包括泄壓裝置，負壓爐膽包括上鍋筒、下鍋筒、上升管、下降管、冷凝立管，上升管、下降管的上、下兩端分別連通上鍋筒和下鍋筒，冷凝立管的下端連通下鍋筒，上端連通泄壓裝置。上鍋筒為“P”形截面的環(huán)狀筒，下鍋筒為“O”形截面的環(huán)狀筒。由于垂直熱超導系統(tǒng)各個部分為相互連通的管式結構，而且其密閉性極高；這樣采、換、熱就成為一體，使得真空相變負壓采暖裝置在任何條件下都保證高效、安全的運行，即使出現(xiàn)意外也不會引起鍋爐爆炸。
文檔編號F24H7/00GK2641530SQ0326114
公開日2004年9月15日 申請日期2003年8月19日 優(yōu)先權日2003年8月19日
發(fā)明者張巖 申請人:張巖, 久久代節(jié)能設備(北京)有限公司