一种大流量的蒸汽快速生成装置
技术领域
本发明涉及蒸汽生成装置技术领域，具体涉及一种大流量的蒸汽快速生成装置。
背景技术
随着人民生活水平的提高，对能源的需求越来越大，但是由于科学技术水平的限制，电力在未来若干年仍是主要能源，且在众多发电方式中，火力发电占据主导地位。为了提高经济性，各国都在努力提高燃煤机组和锅炉的热效率。而燃煤机组和锅炉主要是用来生成大流量饱和蒸汽来驱动涡轮，产生电力。但是由于成本和技术等原因，燃煤机组和锅炉常年处于工作状态且开机时间长达一两天，因此对大流量蒸汽生成装置的研究显得非常重要。
大流量蒸汽生成装置不仅可以改变当今燃煤机组和锅炉常年处于工作状态导致消耗巨大且存在安全隐患等现状，还可以用于船舶上(如航母)舰载机的弹射任务上；另外用来产电的锅炉时常发生失压现象，容易造成水提前沸腾，造成传热恶化，导致锅炉壁烧穿等事故，因此时刻需要一个能够快速产生大量饱和蒸汽的装置对失压的锅炉进行补压，防止事故发生。
传统的锅炉由于体型巨大，点燃的时间较长，成本较高，启动一次对装置的损害较大，因此目前的锅炉都处于长时间工作的状态。但是锅炉在需求较少的时间内，仍保持工作状态，不仅燃料消耗量巨大，而且会存在安全隐患，需要机组人员时刻看守，对整个系统有着很大的弊端。
之前较多集中在对传统锅炉的研究，很少涉及到对大流量蒸汽快速生成装置的探讨。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大流量的蒸汽快速生成装置，能在短时间内高效率产生大量饱和蒸汽。
本发明所采用的技术方案为：
本发明提供一种大流量的蒸汽快速生成装置，包括燃气发生器、水箱组件以及管道，所述燃气发生器设于所述水箱组件上部，所述管道设于所述水箱组件内；
所述水箱组件包括储水箱和盖板，所述盖板设置于所述储水箱的上部；所述储水箱包括箱体，所述箱体内部设置有储水腔，箱体上设置有注水口和蒸汽出口，所述注水口、以及蒸汽出口分别与所述储水腔相联通；
所述管道包括第一管、以及与所述第一管相连的第二管，所述第一管上设置有第一喷口，所述第二管上设置有第二喷口；
所述第一管的上部与所述盖板的下部相连。
可选的，所述盖板包括上盖部和下盖部，所述上盖部的上部设置有上配合槽，所述下盖部的下部设置有下配合槽，所述上配合槽和所述下配合槽之间设置有通孔。
可选的，所述储水箱还包括上安装槽和下安装槽，所述上安装槽和所述下安装槽设置于所述箱体的上部，且所述上安装槽设于所述下安装槽上；
所述上安装槽和所述上盖部相配合，所述下安装槽和所述下盖部相配合。
可选的，所述第一管为直管，所述第二管为弯管。
可选的，所述燃气发生器包括喷注器组件、燃烧室以及喷管，所述喷注器组件上设置有氧化剂入口和还原剂入口，所述燃烧室设置有点火器接口，所述喷管的尾部设置有等直段。
可选的，所述第一喷口的竖直高度高于所述第二喷口；且所述第一喷口高度高于储水腔中的水平面。
可选的，所述等直段、所述通孔、所述第一管以及所述第二管相联通。
本发明的有益效果在于：
1.本发明提供一种大流量的蒸汽快速生成装置，能在短时间内高效率产生大量饱和蒸汽，用于吹动涡轮机或者其他用处。
本发明实施例主要针对传统锅炉启动时间长、过程复杂、难以关闭和清洗等问题，提出新的解决方案
2.本发明实施例燃料采用的是氢气和氧气进行燃烧，产物为水。燃料的采用可以降低成本，物产为水说明整套装置无污染，符合排放标准，不会产生废气污染环境。
3.采用201910187702.8的燃气发生器作为热源，可以直接移植到蒸汽生成装置中，解决了技术上的问题。
4.本发明实施例燃料为氢气和氧气，产物为水蒸汽，加热介质也是水。整套装置的介质方便关机后的清理，也方便开机前的气密性检查，清理和检查都只需要通入氮气即可完成，方便快捷，且不会产生颗粒物，不会出现管道堵塞等问题。并且通过调节氧气和氢气的流量就可以控制饱和蒸汽生成的量，操作简单方便。
5.与传统锅炉相比，本发明实施例不需要点燃煤炭来对常温水进行加热，从而产生饱和蒸汽烟，且不用长达一两天的启动时间；本发明实施例采用燃气发生器来代替锅炉作为能量的来源，最明显的优势就是启动迅速，能在短时间内高效率产生大量饱和蒸汽，用于吹动涡轮机或者其他用处。
6.与传统锅炉相比，本发明实施例不仅有启动时间短的优势，还解决了传统锅炉启动关闭难及损耗大的问题。本发明实施例能够通过改变氧化剂和燃料(还原剂氢气)的供给来控制装置的关闭和开启，且不会对燃气发生器产生损害，因此减少了对装置的损伤，降低了成本，能够在需求小的时候能够进行关闭，减小了危险发生的可能性。
7.本发明实施例通过改变氧化剂和燃料流量来控制蒸汽生成的量。在给定足够的燃料和氧化剂的情况下，能够产生足够的蒸汽来驱动涡轮机、弹射装置或对锅炉的及时补压。因此本发明实施例能够产生大量的蒸汽且调节方便。
8.本发明实施例采用的氧化剂和燃料分别为氧气和氢气，因此在燃气发生器内的燃烧产物为高温高压水，能够通过管道直接入射进储水腔中，对储水腔内的常温水进行加热，产生饱和蒸汽用作驱动涡轮机等。本发明实施例不仅能够减少热量的损耗，还能够对储水腔中的水进行补充。且氧化剂和燃料的来源广，成本较低。
9.相比较于传统锅炉燃烧煤炭，本发明实施例中燃气发生器的产物为水，不会产生一氧化碳或二氧化硫等有毒有害气体，不会对环境产生影响，保护了环境。
10.本发明实施例采用专利号为201910187702.8中的燃气发生器，可以通过透明燃烧室观察燃烧情况，对整套装置有了更好地了解，在很大程度上避免了失压情况的出现。
11.相比于传统锅炉，本发明实施例中整个装置的吹除清洗工作非常简单，只需要在工作过后在氧化剂入口和燃料入口(还原剂入口)不断通入氮气，即可对整个装置进行吹除清洗，保障了下次开机的安全性，成本低。
12.本发明实施例采用U型管道能够将燃气发生器产生的高温高压产物引流到储水腔21的大部分区域，对储水腔21中的水进行均匀加热。并且U型管道的竖直管道(第一管)设置有第一喷口，可以直接将部分燃气发生器产物引流到储水腔21的蒸汽区域；第二管的第二喷口浸没在水中，这样设计的目的是为了更好对储水腔21中的水进行加热，也可以直接对蒸汽区域内的蒸汽进行增温加压，保证蒸汽处于饱和状态。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种大流量的蒸汽快速生成装置立体结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种大流量的蒸汽快速生成装置剖视结构示意图；
图3是本发明实施例中储水箱结构示意图；
图4是本发明实施例中盖板结构示意图；
图5是本发明实施例中管道结构示意图。
附图说明：
1燃气发生器；11喷注器组件；110氧化剂入口；111还原剂入口；12燃烧室；121点火器接口；13喷管；131等直段；
2储水箱；20箱体；21储水腔；22注水口；23蒸汽出口；24上安装槽；25下安装槽；
3盖板；31上盖部；310上配合槽；32下盖部；320下配合槽；33通孔；
4管道；41第一管；410第一喷口；42第二管；420第二喷口。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种大流量的蒸汽快速生成装置，包括燃气发生器1、水箱组件以及U型管道4，所述燃气发生器1设于所述水箱组件上部，所述管道4设于所述水箱组件内；
所述水箱组件包括储水箱2和盖板3，所述盖板3设置于所述储水箱2的上部；所述储水箱2包括箱体20，所述箱体20内部设置有储水腔21，箱体20上设置有注水口22和蒸汽出口23，所述注水口22、以及蒸汽出口23分别与所述储水腔21相联通；具体的，注水口22与储水腔21相联通，蒸汽出口23与储水腔21相联通。
本实施例中，注水口22设于储水腔21的侧壁，与外部的供水管(附图未示)相联通，用以将外部的水流入至储水腔21。蒸汽出口23设于储水腔21的上部，用于将储水腔21内的高温蒸汽排出，用于吹动涡轮机或其他用处。
盖板3位于储水箱2上方，用于连接盖板3上方的燃气发生器和盖板下方的管道4，并且作为管道4放入和拿出的窗口。
请参见图5，所述管道4包括第一管41、以及与所述第一管41相连的第二管42，所述第一管41上设置有第一喷口410，所述第二管42上设置有第二喷口420；进一步，所述第一喷口410的竖直高度高于所述第二喷口420。
所述第一管41为直管，所述第二管42为弯管。
第二管42呈“S”型分布，并在第二管42上均布十二个第二喷口420，保证燃气发生器产生的高温高压蒸汽能够均匀入射到储水腔21中各区域；第一管41上开有两个第一喷口410，高度高于储水腔21中的水平面，保证部分燃气发生器产生的高温高压蒸汽能够直接进入储水腔21中的蒸汽区域，能够对储水腔21中的蒸汽加压，使其一直处于饱和蒸汽状态，也能够对储水腔21中的水进行加热，使得蒸汽生成速度加快。
所述第一管41的上部与所述盖板3的下部相连；
请参见图4，所述盖板3包括上盖部31和下盖部32，所述上盖部31的上部设置有上配合槽310，所述下盖部32的下部设置有下配合槽320，所述上配合槽310和所述下配合槽320之间设置有通孔33。
进一步，所述储水箱2还包括上安装槽24和下安装槽25，所述上安装槽24和所述下安装槽25设置于所述箱体20的上部，且所述上安装槽24设于所述下安装槽25上；
所述上安装槽24和所述上盖部31相配合，所述下安装槽25和所述下盖部32相配合。上盖部31安装于上安装槽24，下盖部32安装于下安装槽25，且采用的焊接的方式进行连接，从而使其储水箱2与盖板3之间焊接。
本实施例中，燃气发生器1的末端与上配合槽310相配合，第一管41的顶端与下配合槽320相配合。
进一步的，燃气发生器1与上配合槽310通过焊接的方式连接，第一管41与下配合槽320通过焊接的方式进行连接；
燃气发生器1采用专利号为201910187702.8中的燃气发生器；管道4包括第一管41和第二管42，且第一管41和第二管42通过焊接的方式进行连接。
盖板3与储水箱2通过焊接的方式进行连接，储水箱2的蒸汽出口23与储水箱2的箱体20也通过焊接的方式进行连接。
本实施例采用焊接的连接方式可以在很大程度上保证装置的气密性，防止装置出现失压的情况，并且结构简单，操作方便。
参见图1-2，所述燃气发生器1包括喷注器组件11、燃烧室12以及喷管13，所述喷注器组件11上设置有氧化剂入口110和还原剂入口111，所述燃烧室12设置有点火器接口121，所述喷管13的尾部设置有等直段131。
本实施例中，氧化剂采用氧气，还原剂采用氢气。
氧气通过氧化剂入口110进入燃气发生器喷注器组件11，氢气通过还原剂入口111进入喷注器组件11，经喷注器组件11喷注，在燃烧室12内燃烧后生成高温高压水蒸汽，通过第一管41传送可以直接对储水腔21中的水进行加热；该生成物为水，可以直接入射储水腔21中，对常温水进行加热，这样可以减少热量损失，简化了结构，降低了成本。
热源由燃气发生器燃烧产生大量高温高压水蒸气提供，通过第一管41进入储水腔21。该设计能够实现快速且大量产生饱和蒸汽，相较于传统方式效率极高；并且由于热源由燃气发生器提供，因此可以很好解决传统锅炉开启和关闭难的问题，能够高效实现高效饱和蒸汽供应的开启和关闭的功能，大大降低了开关机的成本，降低了长时间工作的危险性，节省大量开关机的准备时间。
燃气发生器为产生高温高压蒸汽的场所，采用专利号为201910187702.8中提及的燃气发生器。不同的是，将专利号为201910187702.8中的燃气发生器中的扩张段去除，用一空心圆柱状的等直段131进行代替。
由于产物不需要加速和降温，因此需要去除专利号为201910187702.8中燃气发生器的扩张段，用空心圆柱状的等直段131来代替扩张段，并且喷注器组件11和燃烧室12等其他部分保留。
本实施例中，喷注器组件11相当于201910187702.8中喷注器本体，燃烧室12相当于201910187702.8中相当于燃烧室组件。
空心圆柱状的等直段131与燃烧室段采用焊接方式连接。喷注器组件11顶部为氧气入口，用于氧气进入到喷注器组件11内部；喷注器组件11侧面为氢气入口，用于氢气进入喷注器组件11内部。燃烧室侧面为点火器接口，用于安装点火器。
参见图2，所述等直段131、所述通孔33、所述第一管41以及所述第二管42相联通。
本发明实施例工作的原理是：燃气发生器1氧气和氢气燃烧，产生高温水蒸气，从等直段131喷出，再经过通孔33，进入第一管41，一部分高温水蒸气经过第一喷口410入射到储水腔21中，能够对储水腔21中的蒸汽加压，使其一直处于饱和蒸汽状态，也能够对水槽中的水进行加热，使得蒸汽生成速度加快。另一部分高温水蒸气经第一管41进入到第二管42，再经第二管42的十二个第二喷口420入射到储水腔21中，保证燃气发生器产生的高温高压蒸汽能够均匀入射到水槽中各区域。
需要说明的是，在整个申请文件中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的试试方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。
