一种间距进行设计的蒸汽锅炉方法技术

本发明专利技术提供了一种蒸汽锅炉的设计方法，包括上锅筒和下锅筒和连接在上锅筒和下锅筒之间的上升管和下降管，所述上升管内设置稳流装置，同一根上升管内设置多个稳流装置，其中设计方法如下：设距离上升管入口的距离为H，相邻稳流装置之间的间距为S，S=F1(H)，即S是以距离H为变量的函数，S’是S的一次导数，满足如下要求：S’

A Steam Boiler Method for Spacing Design

The invention provides a design method of a steam boiler, which comprises an upper and a lower drum, a riser and a downcomer connected between the upper and lower drums. The riser is provided with a flow stabilizing device, and a plurality of flow stabilizing devices are arranged in the same riser. The design method is as follows: The distance from the entrance of the riser is H. The distance between adjacent flow stabilizing devices is S, S = F1 (H), that is, S is a function of distance H, S'is the first derivative of S, which meets the following requirements:

【技术实现步骤摘要】
一种间距进行设计的蒸汽锅炉方法
本专利技术属于蒸汽发生领域，尤其涉及一种蒸汽锅炉，属于IPC分类号F22领域。
技术介绍
从炉中接受热量、并使流体从低位流到高位的回路称之为“上升回路”，而接受热量、并使流体从高位流到低位的回路称之为“下降回路”。一个回路由一根管子或一组管子组成，这组管子从一个公共点，如联箱或蒸汽锅筒引出，终止于同样为联箱或锅筒这样的公共点。在大多数自然循环锅炉设计中，构成蒸发部分的受热管一般供流体向上流动，但在多锅筒锅炉中，蒸发管束的下降受热管则不然。在这种类型的锅炉中，下降受热管提供炉内和蒸发管束部分的上升管的全部循环流量。一方面，上升管的流体在向上过程中，一般是汽液两相流，从而使得上升管内的流体是汽液混合物，汽液两相流的存在使得影响了上升管吸热的效率。另一方面，从上升管出口到上锅筒这一段，因为这一段的空间突然变大，空间的变化会导致气体的快速向上流出和聚集，因此空间变化会导致聚集的汽相（汽团）从上升管位置进入上锅筒，由于气（汽）液密度差，气团离开接管位置将迅速向上运动，而气团原空间位置被气团推离壁面的液体同时也将迅速回弹并撞击壁面，形成撞击现象。气（汽）液相越不连续，气团聚集越大，撞击能量越大。撞击现象会造成较大的噪声震动和机械冲击，对设备造成破坏。针对上述问题，本专利技术在前面专利技术的基础上进行了改进，提供了一种新的蒸汽锅炉，从而解决上升管吸热效率低的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种新的蒸汽锅炉，从而解决前面出现的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种蒸汽锅炉，包括上锅筒和下锅筒和连接在上锅筒和下锅筒之间的上升管和下降管，其特征在于，所述上升管内设置稳流装置，同一根上升管内设置多个稳流装置，沿着上升管的流体流动方向，相邻稳流装置之间的间距不断减小。作为优选，沿着上升管的流体流动方向，相邻稳流装置之间的间距不断减小的幅度越来越大。作为优选，所述稳流装置包括芯体和外壳，所述芯体设置在外壳中，所述外壳与上升管内壁连接固定，所述芯体是由若干数量的管子邻接在一起组合而成。作为优选，通过在外壳和最外层管子之间的空间内设置嵌入物，使得管子之间紧密连接，同时使得管子固定在外壳中。作为优选，相邻管子之间设置小孔实现贯通。作为优选，所述上升管内壁设置凹槽，所述稳流装置的外壳设置在凹槽内，所述外壳的内壁与上升管的内壁对齐。作为优选，上升管为多段结构焊接而成，多段结构的连接处设置稳流装置。作为优选，相邻稳流装置之间的间距为S，稳流装置的长度为C，上升管的外径为W，稳流装置的管子直径为D，满足如下要求：S/C＝a-b*LN(W/D)；其中LN是对数函数，a,b是参数，其中4.8<a<5.8,1.4<b<2.0；其中稳流装置的间距是以相邻稳流装置相对的两端之间的距离；34<W<58mm；7<D<12mm;19<C<27mm；50<S<70mm。作为优选，在上升管与水平面形成的夹角为A，则c*S/C＝a-b*LN(W/D)；c=1/sin(A)d，其中0.09<d<0.11，20°<A<80°。作为优选，d=0.10。作为优选，所述上升管内壁设置凹槽，所述稳流装置的外壳设置在凹槽内，所述外壳的内壁与上升管的内壁对齐。作为优选，上升管为多段结构焊接而成，多段结构的连接处设置稳流装置。与现有技术相比较，本专利技术具有如下的优点：1）本专利技术通过稳流装置的间距变化，在上升管内存在汽液两相流动时，强化传热，同时减弱上升管的振动，降低噪声水平。2）本专利技术在上升管内设置多管式稳流装置，通过多管式稳流装置将两相流体分离成液相和汽相，将液相分割成小液团，将汽相分割成小气泡，促使汽相顺畅流动，起到稳定流量的作用，具有减振降噪的效果，提高换热效果。3）本专利技术通过设置多管式稳流装置，相当于在上升管内增加了内翅片，强化了换热，提高了换热效果。4）本专利技术因为将汽液两相在上升管的整个横截面位置上进行了分割，避免了仅仅上升管内壁面进行分割，从而在整个上升管截面上实现扩大汽液界面以及汽相边界层与冷却壁面的接触面积并增强扰动，降低了噪音和震动，强化了传热。5）本专利技术通过在上升管流体流动方向上设置相邻稳流装置之间的距离、稳流装置的长度、管子的外径等参数大小的规律变化，从而进一步达到稳流效果，降低噪音，提高换热效果。6）本专利技术通过对多管式稳流装置各个参数的变化导致的换热规律进行了广泛的研究，在满足流动阻力情况下，实现减振降噪的效果的最佳关系式。附图说明图1是本专利技术的蒸汽锅炉结构示意图；图2是本专利技术的蒸汽锅炉结构另一个实施例示意图；图3本专利技术稳流装置横截面结构示意图；图4是本专利技术稳流装置在上升管内布置示意图；图5是是本专利技术稳流装置在上升管内布置的另一个示意图。图中：1、上锅筒，2、下锅筒，3、上升管，4、稳流装置，41外壳，42管子，5、下降管，6下降管，7下锅筒，8上升管，9上升管，10炉膛燃烧室，11出口联箱，12烟道。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。本文中，如果没有特殊说明，涉及公式的，“/”表示除法，“×”、“*”表示乘法。进一步如图1所述的一种蒸汽锅炉，包括上锅筒1和下锅筒2，所述上升管3和下降管5连接上锅筒1和下锅筒2。水从上锅筒1进入下降管5内。水在下降管中向下流动，并被收集在管束的下锅筒2中。锅炉的上升管3由炉膛燃烧室10中燃料的燃烧来加热。由上升管3吸收的热量使管内的液体沸腾，由此生成水和汽的两相混合物。上升管3中的两相混合物到达上锅筒1。从上锅筒1中的供水管（未示出）放出的过冷水和从分离装置中放出的饱和液体混合在一起形成过冷液体，过冷液体流出上锅筒1进入下降管5，按照这样的流程就完成了一个流动循环。进一步如图2所述的另一种实施例的蒸汽锅炉，包括上锅筒1和下锅筒2，所述上升管3和下降管5连接上锅筒1和下锅筒2。水从上锅筒1进入炉内排烟道12中受热蒸发管束的下降管5内。水在下降管中向下流动，并被收集在下锅筒2中。由于下降管5吸收了热量，所以进到下锅筒2中的水的温度升高。根据所吸收热量的多少，下锅筒2中的水可以是过冷的或者饱和的。离开下锅筒2的流体（一般汽水混合物）一部分向上流入蒸发管束的上升管3中。向上流入上升管3的液体吸热并进入上锅筒1。离开下锅筒2的流体一部分通过下降管6到达炉膛下锅筒7。进到一个下锅筒7的液体分布到与该下锅筒7相连的各炉管8中。炉管由炉膛燃烧室10中燃料的燃烧来加热。由炉管8吸收的热量使炉管8中的液体沸腾，由此生成水和汽的两相混合物。炉管8中的两相混合物或者通过与上锅筒1直接连接的炉管8到达上锅筒1，此时的炉管8也就是上升管，或者在下锅筒7与上锅筒1至今设置出口联箱11，通过中间上升管9将两相混合物从炉膛回路的出口联箱11传送到上锅筒1。上锅筒1内的内部分离装置将两相混合物分开而成汽和水。从上锅筒1中的供水管（未示出）放出的过冷水和从分离装置中放出的饱和液体混合在一起形成过冷液体，过冷液体流出上锅筒1进入下降管5，按照这样的流程就完成了一个流动循环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蒸汽锅炉的设计方法，包括上锅筒和下锅筒和连接在上锅筒和下锅筒之间的上升管和下降管，其特征在于，所述上升管内设置稳流装置，同一根上升管内设置多个稳流装置，其中设计方法如下：设距离上升管入口的距离为H，相邻稳流装置之间的间距为S，S=F1(H)，即S是以距离H为变量的函数，S’是S的一次导数，满足如下要求：S’

【技术特征摘要】
1.一种蒸汽锅炉的设计方法，包括上锅筒和下锅筒和连接在上锅筒和下锅筒之间的上升管和下降管，其特征在于，所述上升管内设置稳流装置，同一根上升管内设置多个稳流装置，其中设计方法如下：设距离上升管入口的距离为H，相邻稳流装置之间的间距为S，S=F1(H)，即S是以距离H为变量的函数，S’是S的一次导数，满足如下要求：S’<0。2.如权利要求1所述的蒸汽锅炉的设计方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：青岛金玉大商贸有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37