專利名稱:水平組合相變換熱器的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種熱回收設備,具體涉及一種水平組合相變換熱器。
背景技術:
從所周知,燃燒鍋爐在工業的應用非常廣泛,鍋爐燃燒所產生的部分熱量會煙氣 排出,從而造成能量的流失,為避免能量白白流失,市場上相繼出現了安裝在鍋爐尾部的換 熱裝置(或稱熱回收裝置),目前常見的換熱裝置有空預器、低壓省煤器等用于回收鍋爐燃 燒時隨煙氣流失的熱量,但現有的常規換熱裝置在使用中常因金屬壁面溫度低于煙氣酸露 點從而經常發生酸露腐蝕,導致設備受損,使用壽命短,為了避免此類現象發生,人們常常 以提高排煙溫度損失大量熱能為代價,換取設備安全。盡管如此,在鍋爐負荷變化、氣候變 化、燃料硫份變化等等情況下,仍然存在酸露腐蝕的危險,并且能量回收能力較低;此外,現 有的熱回收裝置由于體積較為龐大,因此占用空間較大、安裝不夠靈活。如何減少熱能損失提高鍋爐熱效率,同時避免酸露腐蝕,是目前大家關注的鍋爐 節能減排焦點問題。綜上所述,現有的相變換熱器存在易發生酸露腐蝕、體積龐大、換熱效 率較低的技術缺陷。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的不足,提供一種不易發生酸露 腐蝕、占用空間小、換熱效率高的水平組合換熱器。本實用新型所采用的技術方案是本實用新型包括若干排列組合的換熱單元,所 述換熱單元分設為若干層和若干列,所述換熱單元兩端分別設有吸熱介質輸入裝置及吸熱 介質輸出裝置,所述換熱單元包括換熱外管、換熱內管,所述換熱外管套在所述換熱內管外 部,所述換熱外管兩端密封,使所述換熱內管與換熱外管之間形成密閉空腔,即為工質空 腔,所述換熱外管上下部分別設有上連通管和下連通管,上層所述換熱單元的換熱外管與 下層所述換熱單元的換熱外管之間通過上連通管及下連通管接通,所述換熱外管下部的所 述下連通管通入所述換熱外管內部,使所述下連通管在所述換熱外管內部凸起一定高度, 以此確定所述換熱外管內部的液面高度,首層所述換熱單元的換熱外管上部的上連通管連 接有上連通水平管,底層換熱單元的換熱外管下部的下連通管連接有下連通水平管,所述 換熱內管的兩端分別與所述吸熱介質輸入裝置及所述吸熱介質輸出裝置連接。所述吸熱介質輸入裝置包括進水總管,所述進水總管分設有若干進水配水管,所 述吸熱介質輸出裝置包括出水總管,所述出水總管分設有若干出水配水管,所述換熱單元 的換熱內管兩端分別與所述進水配水管、出水配水管相連通。所述水平組合相變換熱器還 包括自控裝置,所述進水總管上設置有調節閥門,所述調節閥門用于調節所述進水總管的 進水量,所述換熱外管上設有溫度探測裝置,所述溫度探測裝置用于探測所述換熱外管上 的溫度,所述調節閥門及所述溫度探測裝置所述自控裝置電連接。所述吸熱介質輸入裝置包括進風風門、進氣管板、風管,所述進氣管板設置有若干進氣孔,所述進風風門通過所述風管與所述進氣孔相通,所述吸熱介質輸出裝置包括出風 管、出氣管板,所述出氣管板設置有若干出氣孔,所述出風管與所述出氣孔相通,所述換熱 單元的換熱內管兩端分別與所述進氣孔、出氣孔相連通。所述水平組合相變換熱器還包括 自控裝置,所述換熱外管上設有溫度探測裝置,用于探測所述換熱外管的溫度,可通過所述 進風風門調節進風量的大小,所述進風風門及所述溫度探測裝置與所述自控裝置電連接。所述換熱外管外表面設有外管翅片,所述換熱內管外表面設有內管翅片,所述外 管翅片及內管翅片用于增大熱交換面積,以提高熱交換效率。所述換熱外管、換熱內管為圓管或橢圓管。所述上連通水平管端部設有工質注液閥、排氣閥。所述下連通水平管端部設置有 溢流排水閥。同一列的所述換熱單元中,最上層所述換熱單元的換熱外管連接的上連通管上設 有上開關閥,最下層換熱單元的換熱外管連接的下連通管設有下開關閥,可以對所述換熱 單元分列控制。本實用新型的有益效果是本實用新型利用若干排列組合的換熱單元進行鍋爐 熱回收,所述換熱單元分設為若干層和若干列,對鍋爐煙氣夾帶的熱量層層交換回收,因而 可充分、高效地對鍋爐煙氣的熱量回收利用,熱量回收的過程中,所述換熱單元的溫度較均 衡,所述換熱單元的壁面溫度高于煙氣酸露點從而避免發生酸露腐蝕,有效提高換熱器的 使用壽命;本實用新型的結構緊湊合理,安裝應用時,所占空間較小,方便安裝和維護,且不 受安裝位置限制,可在垂直煙道或水平煙道安裝,占地面積小;加熱吸熱行程短,高效相變 換熱,可以有效地解決熱回收和酸腐蝕的問題。本實用新型可以在不停爐的情況下,可通過所述上連通水平管迅速排出相變過程 中因雜質所產生的不凝氣體,不凝氣體排出后則使換熱單元的相變換熱功能迅速再生;本 實用新型中,上層所述換熱單元的換熱外管與下層所述換熱單元的換熱外管之間通過所述 上連通管及下連通管接通,因此,在下層的換熱單元內的熱量可向上層的換熱單元流通,使 各層換熱單元壁面溫度均勻一致,可從容應對酸露腐蝕。
[0014]圖1是本實用新型實施例--的主視圖;[0015]圖2是本實用新型實施例--的側視圖;[0016]圖3是本實用新型實施例--的俯視圖;[0017]圖4是本實用新型實施例二二的主視圖;[0018]圖5是本實用新型實施例二二的側視圖;[0019]圖6是本實用新型實施例二二的俯視圖;[0020]圖7是本實用新型所述換熱單元的結構剖視圖[0021]圖8是本實用新型圖7的A-A剖視圖。
具體實施方式
實施例一如圖1所示,本實用新型包括若干排列組合的換熱單元,所述換熱單元分設為若干層和若干列,所述換熱單元可在垂直方向交錯排列,所述換熱單元兩端分別設有吸熱介 質輸入裝置及吸熱介質輸出裝置,所述換熱單元包括換熱外管11、換熱內管12,所述換熱 外管11、換熱內管12為圓管或橢圓管,所述換熱外管11套在換熱內管12外部,所述換熱外 管11兩端密封,使所述換熱內管12與所述換熱外管11之間形成密閉空腔,即為工質空腔, 本實施例采用水作為換熱工質,所述換熱外管11外表面設有外管翅片13,所述換熱內管12 外表面設有內管翅片14,利用所述外管翅片13及內管翅片14增大熱交換面積,以提高熱 交換效率;所述換熱外管11上下部分別設有上連通管15和下連通管16,上層所述換熱單 元的換熱外管11與下層所述換熱單元的換熱外管11之間通過所述上連通管15及下連通 管16接通,所述換熱外管11下部的所述下連通管16通入所述換熱外管11內部,使所述下 連通管16在所述換熱外管11內部凸起一定高度,以此確定所述換熱外管11內部的液面高 度;首層換熱單元的換熱外管11上部的上連通管15連接有上連通水平管151,通過所述上 連通水平管151及上連通管15向所述換熱外管11內注入一定量的工質,因所述下連通管 16通入到所述換熱外管11內部一定高度,空腔內的工質高過所述下連通管16的頂部時,產 生溢流并流入下層的所述換熱單元的換熱外管11內,所述上連通水平管151端部設有工質 注液閥152、排氣閥153、真空壓力表,底層換熱單元1的換熱外管11下部的下連通管16連 接有下連通水平管161,所述下連通水平管161端部設置有溢流排水閥162,當底層的所述 換熱單元的換熱外管11內的工質高度超過下連通管16在所述換熱外管11內的高度時產 生溢流,并流入所述下連通水平管161,再由所述溢流排水閥162排出,所述換熱內管12的 兩端分別與所述吸熱介質輸入裝置及所述吸熱介質輸出裝置連接。進行換熱、吸熱的介質可以是液體,也可以是氣體,本實施例中的吸熱介質采用液 體(水),所述吸熱介質輸入裝置包括進水總管2,所述進水總管2分設有若干進水配水管 21,所述吸熱介質輸出裝置包括出水總管3,所述出水總管3分設有若干出水配水管31,所 述換熱單元的換熱內管12兩端分別與所述進水配水管21、出水配水管31相連通。本實施例還包括自控裝置6,所述進水總管2上設置有調節閥門22,所述調節閥門 22用于調節所述進水總管2的進水量,所述換熱外管11上設有溫度探測裝置17,所述溫度 探測裝置17可采用熱電偶或溫度傳感器等,所述溫度探測裝置17用于探測所述換熱外管 11上的溫度,所述調節閥門22及所述溫度探測裝置17與所述自控裝置6電連接,所述自控 裝置6接收所述溫度探測裝置17探測到的所述換熱外管11的溫度數據,所述自控裝置6 再根據所述換熱外管11的溫度數據同步控制所述調節閥門22的開啟程度,實現控制進水 量,當換熱外管11的溫度高時,則加大進水量,當換熱外管11的溫度低時,則減小進水量。本實施例中,同一列的所述換熱單元中,最上層所述換熱單元的換熱外管11連接 的上連通管15上設有上開關閥154,最下層換熱單元的換熱外管11連接的下連通管16設 有下開關閥163,可以對所述換熱單元分列控制,當某一列的其中一個換熱單元損壞時,則 可關閉所在列的所述上開關閥154和下開關閥163,停止該列換熱單元的工作,而不影響其 他各列所述換熱單元的正常工作。本實用新型的工作過程如下1.工質注入打開溢流排水閥162和工質注液閥152,關閉排氣閥153,工質順著 上連通水平管151進入每一列最高一層換熱單元的換熱外管11的上連通管15,向換熱單元 內注入工質,當注入的工質液位高過下連通管16頂部時,產生溢流并通過下連通管16流入
5下層換熱單元的上連通管15,以此類推直至將最下一層所述換熱單元注入工質溢流,并從 溢流排水閥162排出時,這時關閉工質注液閥152,當溢流排水閥162不再排出工質時關閉 溢流排水閥162,工質注入完畢。2.排出不凝氣體控制工質空腔真空度,通入高溫煙氣加熱換熱單元,各換熱單 元工質空腔內的工質升溫,相變汽化,汽化工質通過連通豎管上升至所述上連通水平管 151,所述上連通水平管內151壓力不斷上升,達到一定值時,開啟排氣閥153排氣,當有汽 化工質排出時不凝氣體即打排放完畢,再關閉所述排氣閥153,開啟進水的調節閥門22進 水,汽化工質在所述換熱內管12外壁冷凝,壓力得到下降維持一定真空度。當運行一段時 間汽化工質內不凝氣體過多時,再開啟排氣閥153排出,排除后關閉。3.正常運行及自動控制調節閥門22開啟后進水,所述換熱外管11內的工質連 續汽化冷凝,完成煙氣與水的氣水熱交換,當煙氣熱負荷變動時,所述換熱外管11壁溫也 隨著變化,所述換熱外管11上設置的溫度探測裝置17采集換熱外管11壁面溫度電信號, 傳送至所述自控裝置6,通過所述自控裝置6相應控制所述調節閥門22的開啟度,調整進水 流量,以控制換熱量進而控制整體水平組合相變換熱器的壁面溫度,使得所述換熱外管U 壁溫控制在設定的避免腐蝕的高于煙氣酸露點的溫度值,同時最大程度回收煙氣余熱。實施例二如圖2所示,本實施例中,采用氣體作為吸熱介質,所述吸熱介質輸入裝置包括進 風風門4、進氣管板41、風管43,所述進氣管板41設置有若干進氣孔42,所述進風風門4通 過所述風管43與所述進氣孔42相通,所述吸熱介質輸出裝置包括出風管5、出氣管板51, 所述出氣管板51設置有若干出氣孔52,所述出風管5與所述出氣孔52相通,所述換熱單元 的換熱內管12兩端分別與所述進氣孔42、出氣孔52相連通。本實施例還包括自控裝置6, 所述換熱外管11上設有溫度探測裝置17,可通過所述進風風門4調節進風量的大小,所述 進風風門4及所述溫度探測裝置17與所述自控裝置6電連接。本實施例的其他特征及實施原理與實施例一一致。本實用新型可廣泛應用于熱回收設備領域。
權利要求一種水平組合相變換熱器,其特征在于它包括若干排列組合的換熱單元,所述換熱單元分設為若干層和若干列,所述換熱單元兩端分別設有吸熱介質輸入裝置及吸熱介質輸出裝置,所述換熱單元包括換熱外管(11)、換熱內管(12),所述換熱外管(11)套在所述換熱內管(12)外部,并且兩端密封,所述換熱外管(11)上下部分別設有上連通管(15)和下連通管(16),上層所述換熱單元的換熱外管(11)與下層所述換熱單元的換熱外管(11)之間通過所述上連通管(15)及下連通管(16)接通,所述換熱外管(11)下部的所述下連通管(16)通入所述換熱外管(11)內部,首層所述換熱單元的換熱外管(11)上部的上連通管(15)連接有上連通水平管(151),底層所述換熱單元的換熱外管(11)下部的下連通管(16)連接有下連通水平管(161),所述換熱內管(12)的兩端分別與所述吸熱介質輸入裝置及所述吸熱介質輸出裝置連接。
2.根據權利要求1所述的水平組合相變換熱器,其特征在于所述吸熱介質輸入裝置 包括進水總管(2),所述進水總管(2)分設有若干進水配水管(21),所述吸熱介質輸出裝置 包括出水總管(3),所述出水總管(3)分設有若干出水配水管(31),所述換熱單元的換熱內 管(12)兩端分別與所述進水配水管(21)、出水配水管(31)相連通。
3.根據權利要求2所述的水平組合相變換熱器,其特征在于所述水平組合相變換熱 器還包括自控裝置(6),所述進水總管(2)上設置有調節閥門(22),所述換熱外管(11)上 設有溫度探測裝置(17),所述調節閥門(22)及所述溫度探測裝置(17)與所述自控裝置 (6)電連接。
4.根據權利要求1所述的水平組合相變換熱器,其特征在于所述吸熱介質輸入裝置 包括進風風門(4)、進氣管板(41)、風管(43),所述進氣管板(41)設置有若干進氣孔(42), 所述進風風門(4)通過所述風管(43)與所述進氣孔(42)相通,所述吸熱介質輸出裝置包 括出風管(5)、出氣管板(51),所述出氣管板(51)設置有若干出氣孔(52),所述出風管(5) 與所述出氣孔(52)相通,所述換熱單元的換熱內管(12)兩端分別與所述進氣孔(42)、出氣 孔(52)相連通。
5.根據權利要求4所述的水平組合相變換熱器,其特征在于所述水平組合相變換熱 器還包括自控裝置(6),所述換熱外管(11)上設有溫度探測裝置(17),所述進風風門(4) 及所述溫度探測裝置(17)與所述自控裝置(6)電連接。
6.根據權利要求2或3或4或5所述的水平組合相變換熱器,其特征在于所述換熱 外管(11)外表面設有外管翅片(13),所述換熱內管(12)外表面設有內管翅片(14)。
7.根據權利要求2或3或4或5所述的水平組合相變換熱器,其特征在于所述換熱 外管(11)、換熱內管(12)為圓管或橢圓管。
8.根據權利要求2或3或4或5所述的水平組合相變換熱器,其特征在于所述上連 通水平管(151)端部設有工質注液閥(152)、排氣閥(153)。
9.根據權利要求2或3或4或5所述的水平組合相變換熱器,其特征在于所述下連 通水平管(161)端部設置有溢流排水閥(162)。
10.根據權利要求2或3或4或5所述的水平組合相變換熱器,其特征在于同一列 的所述換熱單元中,最上層所述換熱單元的換熱外管(11)連接的上連通管(15)上設有上 開關閥(154),最下層所述換熱單元的換熱外管(11)連接的下連通管(16)設有下開關閥 (163)。
專利摘要本實用新型公開了一種水平組合相變換熱器,旨在提供一種不易發生酸露腐蝕、占用空間小、換熱效率高的水平組合相變換熱器。本實用新型包括排列組合為若干層和若干列的換熱單元,換熱單元兩端分別設有吸熱介質輸入裝置及吸熱介質輸出裝置,換熱單元包括換熱內管(12)及套在換熱內管(12)外部并且兩端密封的換熱外管(11),換熱外管(11)上下部分別設有上連通管(15)和下連通管(16),首層所述換熱單元的換熱外管(11)的上連通管(15)連接有上連通水平管(151),底層換熱單元的換熱外管(11)的下連通管(16)連接有下連通水平管(161),換熱內管(12)兩端分別與吸熱介質輸入裝置及吸熱介質輸出裝置連接。本實用新型應用于換熱器領域。
文檔編號F28F27/00GK201680745SQ201020192860
公開日2010年12月22日 申請日期2010年5月10日 優先權日2010年5月10日
發明者趙春 申請人:趙春