專利名稱：旅客列車熱管式連續供水茶爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種供水茶爐是對現有旅客列車茶爐的改進。
目前，客車應用的茶爐系鐵道部1960年批準，1961年統一實施的設備，其結構為立式、固定爐排、手燒、燃煤茶爐。有排煙溫度高、煙筒燒損腐蝕嚴重、熱效率低(僅達20～30％)、茶爐容量小、供水不足、供水方式間斷等缺點。當旅客過量放水或茶爐上水不及時，造成茶爐無水干燒，導致客車火災事故，危及行車及旅客安全。
本實用新型發明的目的在于克服現旅客列車茶爐的上述缺點，提供一種熱效率高、安全可靠、連續供應開水的列車茶爐，解決近年來客流量超員、飲水量嚴重短缺的問題，更好的實施“鐵路法”。
本實用新型的技術方案是這樣實現的一種旅客列車熱管式連續供水茶爐為立式、固定爐排、手燒、燃煤茶爐，其特殊之處在于在原旅客列車茶爐殼封頂上加裝相變熱管換熱器，該換熱器是把幾個熱管安裝在由內壁和外壁構成的中空容器中，兩壁之間為水腔，水腔內壁空間為煙道。熱管與內壁成α角穿過水腔內壁，同時伸展在煙道和水腔中；換熱器的頂部裝有開水管與雙相控制閥相接；底部裝有兩根循環水管分別與鍋筒上、下層相通；換熱器裝有上、下法蘭盤，分別與茶爐的煙筒和爐體相接。
技術方案中的熱管為重力式熱管。采用無縫低碳鋼管、內腔抽真空，並注入適量的傳熱工質焊封而成。水腔內壁直徑為φ150～φ450mm；熱管與水腔內壁夾角α為30°～87°；換熱器中安裝熱管數n為30～45根；雙相控制閥與冷、熱(開水)管相接，同時控制上水(冷水)和出水(開水)。
本實用新型與現有技術相比其優點是供水能力比原茶爐提高一倍左右，節煤達50％，即節省能源，又減少污染物排放量，便于操作，可減輕茶爐工勞動強度，改造投資少，工藝簡單、易于實施、維修方便。
現結合附圖詳細描述本實用新型最佳實施例
圖1為相變熱管換熱器結構示意圖圖2為加裝相變熱管換熱器后的旅客列車茶爐結構示意圖圖中〔1〕下接管〔2〕下縮徑〔3〕熱管〔4〕墊片〔5〕筒體法蘭〔6〕下接管法蘭〔7〕煙道〔8〕水管〔9〕上接管法蘭〔10〕螺栓〔11〕上煙道法蘭〔12〕墊圈〔13〕墊圈〔14〕法蘭〔15〕上封頭連接筒體〔16〕上橢球封頭〔17〕上縮徑〔18〕出水管〔19〕筒體〔20〕螺栓、螺母、墊圈〔21〕下封頭法蘭〔22〕進水管〔23〕下封頭〔24〕螺栓、螺母、墊圈〔25〕墊圈〔26〕下煙道法蘭〔27〕上接管〔28〕加藥及外補水口〔29〕煙氣出口〔30〕通大氣管
〔31〕連通管〔32〕原茶爐水咀〔33〕茶爐本體〔34〕換熱器水腔〔35〕原茶爐加藥及外補水口〔36〕連通管〔37〕開水管〔38〕冷水管〔39〕雙相控制閥〔40〕開水咀〔41〕冷水上水接口旅客列車熱管式連續供水茶爐是對現有的茶爐進行改進，在茶爐殼封頂上方加裝相變熱管換熱器等設備如
圖1、2所示，熱管換熱器與茶爐本體靠法蘭、螺紋聯接，折裝方便、容易恢復茶爐原樣進廠檢修。
相變熱管換熱器如
圖1所示，由φ185毫米及φ500毫米的兩園筒組成水腔〔34〕，36根0.2米長的熱管與內壁成80°角穿過水腔內壁，同時伸展在煙道(熱管受熱段)和水腔中(熱管散熱段)。熱管換熱器的總換熱面積為0.33平方米，比原茶爐增加了50％的受熱面。充分利用煙氣余熱。
本實用新型采用了高效傳熱元件重力式熱管〔3〕，它是將一根無縫低碳鋼管，內腔抽成真空，並注入適量的傳熱工質焊封而成。在煙道〔7〕中，熱管〔3〕受熱段受熱后，管內工質迅速汽化，蒸汽充到熱管散熱段，釋放潛熱給水腔水而冷凝，靠重力，冷凝水又回流到受熱段受熱，連續的質量循環，熱管將煙氣余熱的熱量傳導給水腔的水。相變熱管換熱器水腔內壁代替了原茶爐的煙筒，靠水腔的冷卻，使得壁面溫度大大降低，避免了原茶爐由于高溫煙氣對煙筒的嚴重燒損和強烈氧化，而頻繁檢修。
本實用新型把開水管安裝在爐頂相變熱管換熱器頂部，把冷水管安裝在鍋的底部，采用下注水、上出水結構。上出水(開水)是靠下部注入的冷水頂出。進、出水管通過了雙相控制閥，可一閥兩控，控制上水(冷水)和出水(開水)同步，使茶爐總保持恒定水位。這樣，熱管散熱段全部浸在水中，散熱充分，保證在700℃高溫煙氣氣流中，熱管內部工質溫度不高，工作正常；杜絕茶爐無水干燒，避免茶爐事故。只須一個單程，可把冷水一次加熱成開水，水的溫度分布是自下而上逐漸升高，到出水口水溫到達100℃。
旅客列車熱管式連續供水茶爐工作過程如下1、充水列車水箱冷水經冷水上水管〔38〕、雙相控制閥〔39〕、冷水上水接口〔41〕入鍋，再經連通管〔31〕、〔36〕進入相變熱管換熱器水腔〔34〕，當水充滿后，關閉雙相控制閥〔39〕，點火加熱。
2、加熱加熱靠原列車茶爐的受熱面和新裝設的相變熱管換熱器受熱面兩部份。在冷狀態第一鍋水加熱過程中，由〔31〕、〔36〕作為上升、下降管將鍋筒與換熱器水腔〔34〕溝通，使鍋水形成循環，直到鍋水沸騰。
3、供水鍋水沸騰后，鍋水被用、冷水連續補充下的加熱過程打開〔39〕，開水經開水管〔37〕及〔39〕，從開水咀〔40〕流出。同時，冷水靠列車水箱的高位，經〔38〕〔39〕〔41〕入鍋。新流入的水團Q在原列車茶爐受熱面部受熱后，受浮升力及冷水不斷流入的推力，逐漸上升，溫度也逐漸提高，通過〔31〕〔36〕后，進入〔34〕，在相變熱管換熱器受熱面部受熱后，同樣原因，水團Q繼續上升，溫度再提高，直到〔34〕的最頂部，溫度可達到沸點。
權利要求1.一種旅客列車熱管式連續供水茶爐，為立式固定爐排、手燒、燃煤茶爐，其特征在于在爐殼封頂上加裝相變熱管換熱器，該換熱器是把幾個熱管安裝在由內壁和外壁構成的中空容器中，兩壁之間為水腔，水腔內壁空間為煙道，熱管與內壁成α角穿過水腔內壁，同時伸展在煙道和水腔中；換熱器的頂部裝有開水管與雙相控制伐相接，底部裝有兩根循環水管分別與鍋筒上、下層相通；換熱器裝有上、下法蘭盤，分別與茶爐的煙筒和爐體相連接。
2.根據權利要求1所述的茶爐，其特征在于熱管為重力式熱管，采用無縫低碳鋼管，內腔抽真空，並注入適量的傳熱工質焊封而成。
3.根據權利要求1所述的茶爐，其特征在于水腔內壁構成的煙道，其直徑為φ150mm～φ450mm。
4.根據權利要求1所述的茶爐，其特征在于熱管與水腔內壁的夾角α為30°～87℃。
5.根據權利要求1所述的茶爐，其特征在于換熱器中的熱管數n為30～45根。
6.根據權利要求1所述的茶爐，其特征在于采用出水口在頂部、入水口在底部及雙相控制閥結構，雙相控制閥與冷、熱水管及開水咀相接，雙相控制閥同時控制上水(冷水)和出水(開水)，使其同步，保持鍋爐水位恒定。
專利摘要一種旅客列車熱管式連續供水茶爐，是對現有旅客列車茶爐的改進。它在爐殼封頂上加裝相變熱管換熱器，該換熱器是把幾個熱管安裝在由內壁和外壁構成的中空容器中，兩壁之間為水腔，水腔內壁空間為煙道，熱管與內壁成一個角度穿過水腔內壁，同時伸展到煙道和水腔中去，換熱器的頂部裝有開水管、底部裝有兩根循環水管分別與茶爐相通。主要優點是供水能力比原茶爐提高一倍左右，節煤50％，便于操作、減輕空氣污染、防止茶爐燒干事故。
文檔編號B61D27/00GK2119369SQ9220921
公開日1992年10月21日 申請日期1992年5月13日 優先權日1992年5月13日
發明者宋金田, 甘鵬利, 李驊, 王永江, 方治誠, 慕公偉 申請人:北京鐵路局北京科學技術研究所, 石家莊鐵路分局石家莊車輛段, 北京鐵路局石家莊鐵路分局, 北京鐵路局綜合處