欠水平基础三锅筒锅炉 【技术领域】
本发明涉及锅炉领域，尤其涉及到一种用于海上平台的欠水平基础三锅筒锅炉。
背景技术
蒸汽锅炉是燃烧各种燃料，使其中的化学能释放出来成为热能，再转化为介质(水或者蒸汽)的热能从而加以利用的设备。
如图3、图4所示，传统的燃油、气蒸汽锅炉如SZS型双锅筒纵置水管锅炉，其结构主要包括设置有卧式上锅筒17、卧式下锅筒18、燃烧室16(俗称炉膛)、传热部件的炉体组件；传热部件通常包括设置在炉膛周围的膜式水冷壁4、以及密排水冷壁中隔墙、对流管束5等部件；膜式水冷壁4、密排水冷壁中隔墙、对流管束5分别与卧式上锅筒17、卧式下锅筒18相连通；其中卧式上锅筒17既作为传热产汽的主体，又作为汽、水分离的主体，因此通常又将卧式上锅筒17称为汽包。为实现较好的汽、水分离效果，在卧式上锅筒17内设置有汽水分离器10，另外还根据需要设置控制及监测水位的水位计、加药孔、排污孔、安全排放阀等部件；经汽水分离器10后的饱和蒸汽通过蒸汽引出管9引出；进水管11设置在卧式上锅筒17上，用以进水或补水。为满足某些情况下需要过热蒸汽的要求，通常将饱和蒸汽再引入到过热器中进行进一步加热。在工作中，汽包中会形成一个汽与水的分界面，就是水位面。水位面以上基本是汽空间，水位面以下是水空间。汽空间的空间高度越高，蒸汽中携带的水滴量就越少，而蒸汽空间总容积愈大，则其单位时间内通过的蒸汽量相比就愈小，也就愈能保证蒸汽中带水量愈少。随着经济的发展，海上采油钻井平台上开始采用蒸汽锅炉，中国船舶检验局颁发的《海上移动平台安全规则》和中国船级社颁发的《海上移动平台入级与建造规范》等都规定了平台上的主要设备(包括锅炉)必须满足“任何方向倾斜10°、摇摆15°”的条件下能够安全工作的要求。这就使得传统的双锅筒纵置水管锅炉无法满足海上的使用要求，原因在于：卧式上锅筒17其长度一般不小于炉膛燃烧火焰的长度，例如蒸发量20t/h的双锅筒纵置水管锅炉，其长度约在4～5m。由于10°倾斜角所形成的高度差约为700～870mm，当海上平台倾斜或摇摆幅度达上述角度时，除了水位难于监测、控制外，更重要的是在倾斜高的一侧用作补充水的下降管已经裸露在水面外，吸不到水，而在另一侧，水位又高到接近汽水分离器10入口，蒸汽携带了大量水份不能分离掉，而直接被排出，无法满足蒸汽使用要求。可见，传统的双锅筒纵置水管锅炉中将卧式上锅筒17兼作汽包的结构已无法适应海上平台等欠水平基础场所的使用要求。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种当锅炉基础在“任意方向倾斜10°、摇摆15°”的条件下，能保证锅炉水位得以监测、控制，且保证锅炉水循环安全、蒸汽满足使用要求的欠水平基础三锅筒锅炉。
为实现上述目的，本发明的主要技术原理是：在传统双锅筒纵置水管锅炉的基础上，另外设置一个独立的立式上锅筒、作为汽水分离的主体——即汽包，而传统双锅筒纵置水管锅炉的炉体组件仅作为传热、产汽主体。
本发明采用的具体技术方案是：所述的欠水平基础三锅筒锅炉，包括设置有卧式中锅筒、卧式下锅筒、燃烧室、传热部件的炉体组件，其特点是：在中锅筒的上方设置有起汽、水分离作用的立式上锅筒，上锅筒与中锅筒之间通过上升管相连通，上锅筒与下锅筒之间通过下降管相连通，上锅筒内设置有汽水分离器，蒸汽引出管设置在上锅筒顶部，进水管设置在上锅筒上。
本发明的有益效果是：在中锅筒上方设置起汽、水分离作用的立式上锅筒，使得在锅炉整体倾斜10°或摇摆15°的情况下所产生的水位面倾斜对水位的监测、控制及水循环安全影响不大，并且能产生满足使用要求的饱和蒸汽，从而使所述锅炉能满足海上平台的使用要求。
【附图说明】
图1是本发明欠水平基础三锅筒锅炉的结构示意图；
图2是图1中的A-A剖视结构示意图；
图3是背景技术中双锅筒纵置水管锅炉的结构示意图；
图4是图3的左视图。
图1、图2中：1、炉体组件，2、中锅筒，3、下锅筒，4、膜式水冷壁，5、对流管束，6、上锅筒，7、上升管，8、下降管，9、蒸汽引出管，10，汽水分离器，11、进水管，12、密排水冷壁中隔墙，13、燃烧器，14、烟气出口，15、过热器，16、燃烧室。
图3、图4中：4、膜式水冷壁，5、对流管束，9、蒸汽引出管，10，汽水分离器，11、进水管，16、燃烧室，17、卧式上锅筒，18、卧式下锅筒。
【具体实施方式】
下面结合附图，对本发明欠水平基础三锅筒锅炉的结构和工作原理作进一步的详细描述。
如图1、图2所示，一种欠水平基础三锅筒锅炉，主要由炉体组件1和上锅筒二大部件组成，炉体组件1包括有卧式的中锅筒2、卧式的下锅筒3、燃烧室16(俗称炉膛)、传热部件等，传热部件包括设置在炉膛周围的膜式水冷壁4、以及密排水冷壁中隔墙12、对流管束5等部件；膜式水冷壁4、密排水冷壁中隔墙12、对流管束5均分别与中锅筒2和下锅筒3相连通。所述中锅筒2的上方设有立式的上锅筒6，上锅筒6与中锅筒2之间通过上升管7相连通，上锅筒6与下锅筒3之间通过下降管8相连通，上锅筒6的顶部设置有饱和蒸汽引出管9，上锅筒6内设置有汽水分离器10，上锅筒6的中部设置有进水管11。炉体组件1上还设置有燃烧器13和烟气出口14。炉体组件中地适当位置还设置有过热器15，作用是：引出的饱和蒸汽再进入过热器15中进行加热，从而变成温度更高的蒸汽，达到发电所需的过热蒸汽的要求。另外，与传统锅炉中的汽包结构一样，也可根据需要在上锅筒6上设置控制及监测水位的水位计、加药孔、排污孔、安全排放阀等部件。
本发明的工作原理是：燃料从燃烧器13进入炉体组件1的燃烧室16燃烧产生高温烟气，然后绕过密排水冷壁中隔墙12，经过热器15和对流管束5，从烟气出口14排出，在此过程中，烟气的热量分别与膜式水冷壁4、以及密排水冷壁中隔墙12、过热器15和对流管束5等传热部件中的介质(水、汽)进行热交换，水受热后形成的汽水混合物通过中锅筒2最终进入上锅筒6，同时上锅筒6内的水通过下降管8返还下锅筒3，这就建立了一个从上锅筒6→下降管8→下锅筒3→(膜式水冷壁4、和对流管束5)→中锅筒2→上升管7→上锅筒6这样一个保证锅炉正常安全工作的水循环回路。上锅筒6内的蒸汽经汽水分离器10处理后由饱和蒸汽引出管9送往外管道或过热器15。其余的循环水与从进水管11补进来的水一起再进入下降管8，形成动态平衡的水循环。由于立式的上锅筒6的内截面为圆形，因而它与传统的卧式上锅筒相比，卧式上锅筒水位面的最大距离远远大于立式上锅筒6水位面的最大距离，也就是说，当水位倾斜时，上述立式的上锅筒6中的水位高度偏差值可以控制在最小的许可范围内，可以得到对锅炉运行安全最重要的水位的监视、监测和控制，同时又能保证汽水分离的效果和补水功能。