专利名称：锅炉无能耗给水的六对联开关阀管网极限呼吸孪罐装置的制作方法
锅炉无能耗给水的六对联开关阀管网极限呼吸孪罐装置技术领域
本发明及一种锅炉无能耗给水的六对联开关阀管网极限呼吸孪罐装置技术，尤其 是由十二只阀同步联动两两对应开关的管网，承压罐内设的负压罐与正位差常压水罐孪双 成组，使水接力于除氧水源或纯水水源供入锅炉呈极限呼吸孪罐接力不断地平稳给水的无 能耗给水装置。本发明实现了各种高、中、低压工业锅炉无能耗自动连续给水。
目前，公知的工业锅炉给水技术，绝大多数都是采用电动给水泵，本人也曾在2002 年获得了《多级活塞阀罐箱管网无泵无耗热工业锅炉自动给水装置》(ZL02251649. 2)专利， 虽然开发成功，但终因等压罐在每个小时就要四至若干次的“承压一泄压”过程的频繁 “呼吸”，据有关标准，呼吸两千次就不能再用，每天约百次呼吸之多，这就给安全带来隐患， 就实质性问题而言，是没有推广的价值了。而工业锅炉无泵无耗热给水的核心问题，在这十 年来仍然未能突破。一台就1. 25Mpa工作压力的锅炉，给水泵的扬程高度大约是150m，每 供给该锅炉I吨水，大约耗电3 4kwh ；2. 5Mpa工作压力的锅炉，给水泵的扬程高度大约 是270m，每供给该锅炉I吨水，大约耗电8 lOkwh，据统计全国有58万台工业锅炉，总容 量180万蒸吨，如果平均按1. 25Mpa工作压力的锅炉和每天8h十个月运行计算给水耗电， 大约耗电总量为130 173亿kwh，按目前华能发电的最新节能的334. 86g/kwh标准煤耗折 合这个造成很大地浪费的量为4350 5820万吨标准煤；其在本发明全面推广应用的节能 潜力下的二氧化碳减排总量1. 14 1. 53亿吨、二氧化硫36 50万吨、氮氧化物32 43 万吨。发明内容
本发明的目的是在保证系统内负压罐每个小时承受内压呼吸若干次使使用寿命 十年以上要完全符合国家安全监察规程的前提之下，依靠锅炉自身之热“借热”取之于锅 炉，借力给水之后又“还热”给系统，即相当于实现了工业锅炉不用泵的无能耗自动给水。
本发明的目的是这样实现的两只孪双的极限呼吸负压罐系统内的承压罐(与负 压罐构成的夹层内经通汽三通、四通管与锅筒出汽支管恒通)，罐各自内设负压罐(罐或设 于与锅筒上部通汽为一体的承压罐内，或者置于锅筒内)，负压罐底各引管，每管设三通支 管通来转水管，之后延管，延管经给水三通阀组(或每对应设于电磁活塞阀的两个关闭相 对的阀门口或两只关闭相对的电磁阀，两阀联动相对同步“开关一关开”)使两管开关继 以关开而并入一根公共给水管通去锅筒的给水口，顶通来锅炉出汽管的输汽三通阀组“开 关——关开”分来的两支出汽管，管上分别设左输右减三通阀组与右输左减三通阀组各通 对应侧双层罐内的负压罐(其中支出汽管经与两减三通阀组接通负压罐的运行中，两两减 三通阀同此相对开关继之以同此关开往复不断)，每减三通阀组的另一支出口交叉式相时 关开同步各通向对称一侧的常压水罐内的排汽预热混水器，器排汽于常压水罐内，而常压 水罐的底部每引管设左、右罐的三通阀组，每阀组支接阀口接来软水水源管，另支支接阀口 接去转水管到本侧下部负位差的负压罐下部的来水三通。关于“三通阀”，本发明设计还有 两种方案十二级电磁活塞阀，缸筒与其游隙动配合的阀芯均开两行圆周角90°错位的六阀门口，口一对一相邻错位，设有时间继电电动九十度转角呈十二阀门六开六关继之六关 六开往复不断与锅炉水位仪满水位继电电动压缩弹簧推离十二阀整体离位关闭的十二级 双机联动电磁活塞阀。这样，左侧负压罐内和右侧常压水罐均处在满水即时工况状态，调节 本发明左、右侧对应各管道三通阀通流点的相对“开关一关开”同步的六对aA、bB、Cd、 ef、⑶、EF三通阀即时状态，或者十至十二只随机派对开关六只三通一进分两出或一出分两 进阀位点联动的球型直通阀或电磁直通阀A、B、C、D、E、F、a、b、C、d、e、f管网孪双负压罐 系统后，便可按照水位仪系统满水位控制继电器；当正常运行的锅筒供汽管开始时间继 电的时间间隔从各电磁阀(或十二级电磁活塞阀的90°转角弹复电动系从0° )的a、b、 c、D、E、f均开通足够保证稳定给水流下使一只负压罐内的水不至于给尽和常压水罐里的水 尽早一点加满，同时A、B、C、d、e、F均关闭足够保证稳定给水流下使另一只负压罐内的蒸汽 不至于稍早一点排尽并加满水和常压水罐里的水不至于转移干净。当工况始于第一个时间 继电间隔内，必从“左侧负压罐‘借热’供水与常压水罐储水一右侧负压罐储水‘还热’与 常压水罐供水”开始使锅筒之汽压过a阀开之位入左(或右)侧给水工况的负压罐顶处，迫 使罐中水体等压于锅筒工作压力，即时罐体内外压力差略大于0(如此一创立了孪双负压 罐系统的负压罐中水体等压于锅筒工作压力，而即时罐体承受的内压力与承压罐内施加给 罐体的外压力的代数和略大于O的压力容器呼吸疲劳的安全可靠的工作原理)，靠位势重 力或在特殊情况下临时启用管道助力水泵将罐内过b阀开之位而来的水体推入锅筒之内， 直到成为准满蒸汽的“空罐”;与此同时，右(或左)侧负压罐内的准满蒸汽则受本侧上部常 压水罐满水借位势压力向下转水而来之即，又将“空罐”中蒸汽汽过D阀开之位通入左侧常 压水罐中的排汽预热混水器，器于底口冷却逆出，正与f阀开之位通而来的水源之水相遇 并混在一起唯使水体升温至满水状态，当时间继电间隔已过，则到了“右侧负压罐‘借热’供 水与常压水罐储水一左侧负压罐储水‘还热’与常压水罐供水”的时间段内，如此“左一 右‘右——左”周而复始平稳地给水接力下去。在第二个时间继电的过程中，各电磁阀(或 十二级电磁活塞阀的90°转角弹复电动系从回弹的0°就位向90°电动就位)的a、b、c、 D、E、f均关闭和A、B、C、d、e、F均开通状态而使锅筒之汽过A阀(口)压入右侧负压罐顶 处，迫使罐中水体等压于锅筒工作压力，即时罐体内外压力差略大于0，靠位势重力或助力 水泵将罐内水过B阀(口)推入锅筒给水口而去，与此同时，左侧负压罐内饱和蒸汽则受本 侧常压水罐满水位势过C阀(口)压入底部把转水至满之即又将其中过d阀(口)通入右 侧常压水罐中的排汽预热混水器，器于底口冷却逆出，正与F阀(口)开而来的水源之水相 遇并混在一起使水体升温至满水状态。如此，周而复始，在手动调流阀和助力水泵可调流量 大小以及时间继电间隔调整适当的情况下可以满足工业锅炉无泵无耗热安全给水的全部 监察需要。
由于采用了上述方案，本发明实现了工业锅炉无泵无耗热给水，尤其是负压罐的 等压变化呼吸所受的最大材料拉应力仅约等于0，使其安全呼吸的允许值可以定在15年以 上。
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
图1、是本发明第一个实施例的孪双负压罐系统结构示意与罐阀管网线路及aA、bB、cd、ef、⑶、EF联动三通阀动态开关指示示意图。
图2、是本发明第二个实施例孪双负压罐系统的负压罐置于与锅筒一体的承压罐 内的结构示意与罐阀管网线路及时间继电控制各电磁阀的a、b、c、D、E、f开通和A、B、C、d、 e、F关闭即时状态动态指示示意图。
图3、是本发明第三个实施例孪双负压罐系统的负压罐置于锅筒内的结构示意与 罐阀管网线路及时间继电控制十级电磁活塞阀的0° —90°转角弹复电动系从90°的 a、b、c、D、E、f开通和A、B、C、d、e、F关闭即时状态动态指示和水位仪控制满水位的示意 图。
图4、是本发明第三个实施例中的十二级环向90°时间继电往复磁动和右(左、 上、下)向磁动弹复双动的电磁活塞阀中剖牲结构示意图。
图中1、在由等压汽管通来锅筒内蒸汽等压的承压罐内，设极限呼吸安全的恒受来 自锅筒蒸汽施加外压的内层胆罐构成双层罐，罐为孪式并立(或一只承压罐内有大小四至 若干只内层胆罐)，一(或若干)只双层罐(或内层胆罐)“常压来水”于正位差常压混汽 预热的孪罐，而同时另(或若干)只双层罐(或内层胆罐)“等压位势给水”向负位差锅筒 内彼此不断接力在六对aA、bB、Cd、ef、CD、EF联动三通阀或十至若干只随机派对开关六只 三通进分出或出分进点联动的球型直通阀或电磁直通阀八、8、(、03、？、&、13、(3、(1、6、€管网 孪罐系统(简称孪双负压罐系统)；2、两进一出的两流同步“开关一关开”的联动三通或 bB阀、电磁阀三通组、联动两球阀三通联动组或十二级联动开关六组之给水三通阀组(简 称给水三通阀组)；3、分汽三通；4、锅炉出汽管；5、来水三通；6、锅筒；7、给水逆止阀；8、水 位仪系统；9、两极限呼吸孪罐外层承压罐内常备压力通汽三通(简称通汽三通)；10、两承 压罐内共疏水通汽四通管(简四通管)；11、或设于与锅筒上部通汽恒压的恒压罐内，或者 置于锅筒内的承压(恒压)罐内的胆罐“常压一等压”交替在最高内压为“内、外压代数 和等于0”，最低内压为“内、外压代数和等于-P”的极限呼吸安全交替零与-P压力的负压 罐(简称负压罐)；12、外承压罐与内层胆罐的夹层内保持等压蒸汽层的孪双双层罐(简 称双层罐)；13、承压罐法兰；14、承压罐；15、一进两出等压公共输汽三通或aA阀组(简称 输汽三通阀组)；16、一进两出输汽、左交右减压预热三通或Cd阀组(简称左输右减三通 阀组)；17、一进两出输汽、右交左减压预热三通或⑶阀组(简称右输左减三通阀组)；18、 常压左罐出、位差侧入、左下压差转水左呼吸罐的三通或ef阀组(简称左罐出入下三通阀 组)；19、常压右罐出、位差侧入、右下压差转水右呼吸罐的三通或EF阀组(简称右罐出入 下三通阀组)；20、排汽预热混水器；21、中转水源的常压位势水孪双罐(简称常压水罐)； 22、转水管；23、等压汽管；24、软(纯)水水源管；25、大气常通排气管；26、孪式左、右罐出 入下三通阀组及左、右输右、左减三通阀组管网的正位差常压水罐系统(简称常压水罐系 统)；27、90°转角弹复电动系；28、直线进闭弹复电动系；29、锅筒过汽口 ；30、罐系准绝热 保温层；31、或补罐系位差的20m以下扬程助力给水管道泵(简称助力水泵)；32、a阀连续 给水管；33、阀门口 ；34、弹簧复位十二阀口活塞阀芯(简称活塞阀芯)；35、十二阀口活塞 阀缸筒(简称缸筒)；36、复位弹簧；37、透气孔；38、环向90°时间继电往复磁动和右(左、 上、下)向磁动弹复双动的十二(至若干)阀门六开六关继六关六开与水位仪满水位继电 电动压缩弹簧推离的十二阀整体移位关闭的多级双机联动的电磁活塞阀(简称电磁活塞 阀)；39、给水口 ；40、电磁自(手)动调流阀。
具体实施方式
在图1中，锅筒3之上的锅炉出汽管4分支分汽三通3经四通管10和通汽三通9 去双层罐12夹层内的底部和中下部；出汽管4再设输汽三通阀组15分进对应经左输右减 三通阀组16与右输左减三通阀组17的同开同闭阀口进入左、右承压罐14内的负压罐11 顶部，阀组16与阀组17的另两阀口交叉接对应一侧的常压水罐21内的排汽预热混水器20 而去；每罐21的底部向下引管对应设左罐出入下三通阀组18和右罐出入下三通阀组19， 阀组18与阀组19各自两阀口分别接软水水源管24来水管和转水管22 ;两侧管22向下在 各侧双层罐12下部过来水三通5接入左、右负压罐11 ;每负压罐11底部各通一管向下统 一接入公共给水三通阀组2通去过电磁自动调流阀40、助力水泵31、给水逆止阀7、给水口 39到锅筒3底内。
在图2中，负压罐11设在锅筒3之上设锅筒过汽口 39和左、右两承压罐14与锅 筒3—体结构以及对应输汽三通阀组15、左输右减三通阀组16、右输左减三通阀组17、左罐 出入下三通阀组18、右罐出入下三通阀组19、给水三通阀组2上的阀开阀关换用A、B、C、D、 E、F、a、b、C、d、e、f电磁直通阀，其余与图1全同。
在图3中，负压罐11设在锅筒3之内一体结构以及对应输汽三通阀组15、左输右 减三通阀组16、右输左减三通阀组17、左罐出入下三通阀组18、右罐出入下三通阀组19、给 水三通阀组2上的阀开阀关换用电磁活塞阀A、B、C、D、E、F、a、b、c、d、e、f各阀，其余与图1全同。
在图4中，设有与环向90°时间继电往复磁动的90°转角弹复电动系27和右 (左、上、下)向磁动弹复的直线进闭弹复电动系28双动系通轴转、移动的活塞阀芯34，阀 芯34于右侧活塞主体上每隔两个阀位等开一个彼此错位90°的十二个大小有致的径向阀 口，阀口正巧与缸筒35—一对应的十二个大小全同、等距相同的即时被闭阀门口 33重合相 通，阀芯34塞体右侧的筒35空间内设有复位弹簧36的十二级双机联动的电磁活塞阀38。
权利要求
1.一种锅炉无能耗给水的六对联开关阀管网极限呼吸孪罐装置，其特征是孪双负压罐系统⑴在锅筒⑶之上的锅炉出汽管⑷分支分汽三通⑶经四通管(10)和通汽三通(9)去双层罐(12)夹层内的底部和中下部；出汽管(4)再设输汽三通阀组(15)分进对应经左输右减三通阀组(16)与右输左减三通阀组(17)的同开同闭阀口进入左、右承压罐 (14)内的负压罐(11)顶部，阀组(16)与阀组(17)的另两阀口交叉接对应一侧的常压水罐 (21)内的排汽预热混水器(20)而去；每罐(21)的底部向下引管对应设左罐出入下三通阀组(18)和右罐出入下三通阀组(19)，阀组(18)与阀组(19)各自两阀口分别接软水水源管 (24)来水管和转水管(22);两侧管(22)向下在各侧双层罐(12)下部过来水三通(5)接入左、右负压罐(11);每负压罐(11)底部各通一管向下统一接入公共给水三通阀组(2)通去过电磁自动调流阀(40)、助力水泵(31)、给水逆止阀(7)、给水口(39)到锅筒(3)底内。
2.根据权利要求1所述的六对联开关阀管网极限呼吸孪罐装置，其特征是负压罐(11)设在锅筒⑶之上设锅筒过汽口(39)和左、右两承压罐(14)与锅筒(3) —体结构以及对应输汽三通阀组(15)、左输右减三通阀组(16)、右输左减三通阀组(17)、左罐出入下三通阀组(18)、右罐出入下三通阀组(19)、给水三通阀组(2)上的阀开阀关换用A、B、C、D、 E、F、a、b、C、d、e、f 电磁阀。
3.根据权利要求1所述的六对联开关阀管网极限呼吸孪罐装置，其特征是负压罐(11)设在锅筒⑶之内一体结构以及对应输汽三通阀组(15)、左输右减三通阀组(16)、右输左减三通阀组(17)、左罐出入下三通阀组(18)、右罐出入下三通阀组(19)、给水三通阀组⑵上的阀开阀关换用电磁活塞阀八、8、(、03、？、&、13、(3、(1、6^各阀。
4.根据权利要求1所述的六对联开关阀管网极限呼吸孪罐装置，其特征是设有与环向90°时间继电往复磁动的90°转角弹复电动系(27)和右(左、上、下)向磁动弹复的直线进闭弹复电动系(28)双动通轴转、移动的多级双机联动的电磁活塞阀(38)。
5.根据权利要求1所述的六对联开关阀管网极限呼吸孪罐装置，其特征是孪双负压罐系统(I)的负压罐(11)中水体等压于锅筒(3)工作压力，而即时罐(11)体承受的内压力与承压罐(12)内施加给罐(11)体的外压力的代数和略大于O的压力容器呼吸疲劳的安全可靠的工作原理。
全文摘要
一种锅炉无能耗给水的六对联开关阀管网极限呼吸孪罐装置，尤其是由六对aA、bB、cd、ef、CD、EF联动三通阀，或者是电磁直通阀或十二级电磁活塞阀制控A、B、C、D、E、F、a、b、c、d、e、f阀位与孪双承压罐内设负压罐配套经管网分并进出出进水实现常压水罐内水接力入锅炉呈对应接力不断地平稳给又对应接力不断地平稳预热工业锅炉自动水源给水，准绝热系统保温以求不耗热给水自动化装置。本发明适用于各种高、中、低压锅炉及在役现行各类锅炉的无泵无耗热自动连续给水，将真正产生一次工业锅炉给水技术的全面的革命性地更新换代。
文档编号F22D5/34GK102997223SQ201210566499
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者管理 申请人:管理