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针对结晶气体提出一种套管式余热锅炉,阐述了其基本结构与原理,对其自然水循环进行了理论计算,得到循环流速和循环倍率与影响因素的变化关系,并对自然水循环进行安全校核,得到安全情况下内外管管径之比。根据阻力均衡原理,对套管式余热锅炉进行优化设计,得出蒸发套管内外管径和各部分管段截面的最佳比,并以五氧化二磷套管式余热锅炉进行实例计算。