一种锅炉热管体系 本发明涉及锅炉供热与热管传热，是一种带有锅炉装置的热管体系，尤其是一种以锅炉为蒸发器的分离式热管体系(系统)，具体地说是关于一种适用于锅炉本体与间壁式换热器——用热设备互相分离，而以锅炉本体做为分离式热管的蒸发器，以间壁式换热器做为分离式热管的冷凝器而构成的超导传热闭合循环系统。
现有普通锅炉与间壁式换热器组成的供热系统，通常是用锅炉加热产生饱和水蒸汽，由蒸汽流道输入间壁式用热设备经换热冷凝后，从疏水器敞开排放，再用高压水泵将冷凝液和补充水返输回锅炉。其热效率很低，能耗大，而且锅炉水箱、冷壁管、烟气管等容易结垢，需经常停炉清洗。锅炉必须配套供水设备、疏水器和许多附件，运行维修费用较多，而所配备的压力表，液位计只能表盘显示，不能控制和报警。锅炉超压时，只能由安全阀被动卸压排汽。所以操作要求很严格。用单支重力式热管改造锅炉，将其一端装配于锅炉的炉膛、烟道中吸热，将其另一端置于水箱中加热，这能局部改善传热情况有限提高蒸汽量，但不能根本改变常规锅炉的上述缺陷，且热管烧毁或爆炸难于避免。故推广普及受到限制。为解决上述问题，近年来国内相继开发了热管供热系统，尤其是分离式热管锅炉供热系统，例如“热管供热系统”(专利号95209381.2)，“分离式热管采暖系统”(专利号91103204.5)，“全热管锅炉”(专利申请号95102090.0)，“全热管热风炉及其热风系统”(专利申请号95116519.4)，这类传热系统都是将冷凝器置于锅炉之上，依靠重力回流进行热循环，但工程上绝大多数的用热设备现场安装则难有一定高度差可置于锅炉之上，尤其是现有大量普通锅炉和常规用热设备是没有一定落差可利用的，如果将它们陶汰或按落差要求进行改造，那将极大浪费；为具备重力回流落差条件，上述全热管锅炉，只好在炉膛或烟道上方高位处设置二次蒸汽发生器或二次加热器，再通过分汽缸与分配阀将二次蒸汽或加热剂送到各用热设备，这样就使得本来做为热管形式而得到简化的系统又复杂起来，无法充分发挥热管高效传热而具有的优越特性。同时，使得本来已经克服了水结垢的问题又重新在二次加热器内产生结垢；另外，在需要对多台设备供热的情况下，由于没有支路供热调控装置，因此分离型热管供热系统对局部供、用热量的调节、控制只能依靠关断冷凝剂的做法，或采用调峰值办法，这些都是被动的调控方式，它不能完全阻止介质蒸汽向那些少用或不用热设备的继续供热，而造成放热浪费。
本发明的目的主要是提供一种适用性强、安全、高效的锅炉热管体系，它能够有效地使用锅炉本体与间壁式换热器构成分离式热管供热系统，即使在没有落差的情况下，也能构成超导传热闭合循环系统，并可对总体与局部供用热工况进行调节控制。
本发明的技术方案是这样实现的：将锅炉加热器做为热管的蒸发器，而将用热设备做为热管冷凝器，锅炉(蒸发器)与用热设备(冷凝器)互相远离，用蒸汽管、回液管将它们联通，构成超导传热闭合循环系统——分离式热管系统。其特点是：在冷液流道中间设有带液位调节控制装置、隋气排放装置的气液分离贮槽，并使用输液设备将冷凝液强制输送返回锅炉，进行热循环。
所说的锅炉蒸发器是以现有普通锅炉或特种设计地锅炉为蒸发器；将锅炉原有必备的压力表改为具有压力显示、控制及报警功能的压力控制装置或者添置带温度显示、控制与报警功能的温控装置；所说的用热设备冷凝器是以现有常规间壁式换热器或特种设计换热器为冷凝器，包括单台或多台换热器，按照并联、串联或混联组成一路或若干支路，各支路用热设备设有蒸汽进汽支管、进气阀、冷凝液回流支管、排液阀；所说的气液分离贮槽的液位调控装置由调节阀、液位控制器、流量控制器和主调节器、副调节器组成，也可以采用单参数定值调控装置，还可以采用扰动补偿调节装置；气液分离贮槽的上部设有隋气自动或人工排放控制装置，由隋气检测控制器及排气阀组成；所说的输液设备采用泵。
由于采用上述构造，所以具有如下优点与效果：
1.由于采用强制回输循环装置，所以锅炉与用热设备不管处于何种高度，都能实现闭合循环。
2.由于锅炉与用热设备形成热管传热体系，因此就可充分利用炉膛和烟道热量，显著提高锅炉吸热效率；同时，起动升温快、传热速度快、两端热量平衡快、温差小、传热效率高。可以大幅度节能降耗，不仅完全节省供水系统的水电耗，又可大量降低风机能耗，节省大量燃料消耗，还可以节省锅炉运行维修费用。
3.本发明因为可以利用现有普通锅炉与间壁式换热器，只需在其原有的冷液流道上添置中间贮槽、输液设备与调节控制装置，所以结构特别简单，实施改造十分方便，费用低廉，有利于对现有面广量大的普通锅炉与配套使用的常规用热设备改造利用，多、快、好、省，经济效益和社会效益巨大。
4.由于采用中间贮槽液位调控装置，就可以方便、迅速、均匀地调节流量，使锅炉液位控制在安全的范围内。同时由于锅炉本体采用压力或温度显示、控制与报警装置，所以当调节局部供热量而引起系统压力、温度波动时，就能及时有效地自动调节、控制而平衡。确保锅炉安全运行，提高锅炉供热自动化水平。因为在各路用热设备分别安装进气阀与排液阀，所以便于用手工进行局部用热量的调节、控制。又因为在中间贮槽上安装隋气检测控制排放装置，所以当出现不冷凝气体超过一定浓度时，就可以自动排放，避免系统压力激增或气阻。
5.因不以普通水为工质，所以锅炉管壁、汽包壁面不会结垢，不会腐蚀，使锅炉长时间高效、安全运行，大大延长锅炉使用寿命。
6.由于吸热效果好，节省燃料，因此可以减少黑烟排放，有利环境保护。
下面结合附图及实施例加以说明：
图1为本发明结构原理示意图。
如图1所示，本发明包括充当蒸发器的锅炉本体1、内装工质2，还装有液位计3，压力显示控制报警器4、温度显示控制报警器5及安全阀6。锅炉1加热后，工质2迅速蒸发，蒸汽通过蒸汽流管7、各支管8、进气阀9进入用热设备10、11、12、13以予放热冷凝成为冷液。充当冷凝器的用热设备10、11、12、13，其中10与11并联，12与13串联成独立支路，在各路用热设备冷凝回道14上设有排液阀15，总汇集管为16。冷液由回流支管14、排液阀15，经汇集管16从中间贮槽20上部流入，中间贮槽20、将汽19与液2分离，中间贮槽20上端设有排气控制装置(由排气阀17，气体控制器18组成)，其下部设有液位控制装置(由液位控制器21、主调节器22、副调节器23、流量控制器26及调节阀27组成)。贮槽20下端出口设有管阀24、阀后设有输液设备25，输液设备25的输出端顺序与流量控制器26及调节阀27连接。在调节阀27的输出端的管路29上，设有单向止回阀28。冷凝液2经冷液输送设备25由管路29强制输回锅炉本体1内进行再吸热循环。
上述锅炉1可以是普通的层燃室结构锅炉、煤粉炉结构锅炉、流化床锅炉、烧油(气)室燃结构锅炉、电加热锅炉，也可以是特种设计制造的锅炉或用其它加热器。原先必须具有供水设施、疏水器、总蒸汽阀、排污阀，现因闭合循环，即予革除不用。上述用热设备10、11、12、13是间壁式换热器，它可以是常规列管式换热器、套管式换热器、夹套式换热器、翘片式换热器、沉浸式蛇管换热器、喷淋式蛇管换热器、风冷式换热器、石墨换热器、新型板式换热器等等，也可以采用特种设计、制造的换热器，它可以由单台或多台经串、并或混联排列组合。上述的冷液输送设备25最好采用泵。上述中间贮槽20的液位控制装置也可以采用单参数定值调控装置，如用液位开关或用液位控制器与调节阀组成调控装置，又如用比例调节器或PID调节器与液位控制器、调节阀构成的调节装置等，还可以采用扰动补偿调节装置等等。
当使用时，锅炉本体上的压力或温度调控装置可以连续数字显示压力或温度，同时可根据系统工况偏离给定值的范围，输出调控信号控制执行机构(如鼓风机、送料器等)的开断或改变工作量来保证系统工况恢复正常，当压力或温度偏离至上、下限数值时，即发出报警如声警、光警。另外，可以通过调节各支路进汽阀9与排液阀15的开度来达到调节控制本支路上用热设备的供用热量，使各支路工况正常。工作时，泵处于常开状态。中间贮槽20通过液位调控装置来调节自身液位，从而达到调节锅炉本体1的液位使之保持适度。贮槽20上设有排汽控制装置，可以使隋气19在一定浓度下自动排放或人工排放，避免系统压力激增或气阻。这样几方面的调控就能使整个体系处于安全高效的工况下运行。