CN102072023A

CN102072023A - 主表面式回热器

Info

Publication number: CN102072023A
Application number: CN2010105760309A
Authority: CN
Inventors: 李子华; 张万兴; 刘丽丽
Original assignee: Sichuan Dayu Special Vehicle Factory
Current assignee: Sichuan Dayu Special Vehicle Factory
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2011-05-25

Abstract

本发明公布了主表面式回热器，包括壳体（2），其特征在于：所述壳体（2）包括内壳和外壳，在内壳和外壳之间还安装有换热芯体（1），换热芯体（1）包括同轴套装的内筒（7）和外筒（8），在内筒（7）和外筒（8）之间安装有至少2个换热单元（3）。本发明采用空气通道呈余弦线分布的波纹板，增加了热交换面积和长度，尽可能地利用燃烧后的高温热气对空气加热；利用高温尾气来加热空气，降低了能耗，提高了燃气的热效；由于参与燃烧的空气温度高，产生氮氧化合物、CO等废气的量就会大幅降低，从而实现节能减排的目的；可将主机的排气温度由600℃降低到300℃，热交换效果明显。

Description

主表面式回热器

技术领域

本发明涉及一种热交换器，具体是指一种主表面式回热器。

背景技术

回热器是从蒸汽轮机的乏蒸汽中回收能量，加热进入锅炉的循环水，回热器还可以将高压级排出的蒸汽再热，回收锅炉的能量，这些装置都是大型锅炉蒸汽系统的辅助集热装置，都有利于提高锅炉系统的能量效率，只不过过热器、再热器是回收烟气能量，回热器是回收蒸汽能量。目前使用的热交换器一般采用板翅式，虽然技术上已经成熟，但存在加工量大，换热效率偏低，体积偏大等问题。

发明内容

本发明的目的在于微型燃气轮机能耗高、效率偏低的问题，提供一种主表面式回热器。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

本发明主表面式回热器，包括壳体，所述壳体包括内壳和外壳，在内壳和外壳之间安装有换热芯体。

所述的换热芯体包括同轴套装的内筒和外筒，在内筒和外筒之间安装有至少2个换热单元。

所述的换热单元之间相互独立。

所述的换热单元在换热芯体径向的横截面以内筒的轴线为圆心呈渐开线分布。

本发明是在内筒和外筒之间安装换热单元用以构成换热芯体，将换热芯体安装在壳体的内层和外层之间，换热芯体的换热单元之间相互独立，在换热单元内部通过冷空气，在换热单元之间通过燃气，利用燃烧后的高温尾气对空气和燃气分别加热，将加热后的空气与燃料混合后再进行燃烧，以提高其燃烧效率，减少因不充分燃烧而引起的燃气效率低下、排放高的问题。

换热单元的设置有两种方式：

第一种，换热单元为矩形，用于安装换热单元的内筒轴向长度小于外筒的轴向长度，以此构成的换热芯体的两个完整裸露的侧面为燃气的进、出口方向，内筒测侧的裸露口为空气的进、出口；

第二种，换热单元为梯形，用于安装换热单元的内筒、外筒的轴向长度相同，以此构成的换热芯体，以梯形换热单元的两条腰分别作为换热芯体的燃气进、出口，以换热单元底边的裸露口为空气的进、出口。

对于上述两种设置形式，都以换热单元在换热芯体径向的横截面以内筒的轴线为圆心呈渐开线分布为最佳方式，如此，其换热效率最高。

为了便于燃气和空气分别在换热芯体内通过，所述的换热单元包括两层具有空气通道的波纹板，在波纹板空气通道两端分别设置有至少一个的空气导向器，在换热单元的燃气通道进口及出口端设置有燃气导向器。

作为本发明的进一步改进，将所述的空气导向器与燃气导向器交错分布，以此实现最佳的换热效率。

为了使得换热单元的上下波纹板之间连接稳固，还包括用于连接两层波纹板的导向辐条。

所述的波纹板的空气通道在俯视方向呈余弦线分布。为了增加空气在换热芯体内的热交换长度，将空气通道设置为在俯视方向呈余弦线分布，可以同过调整余弦线的比例来控制空气通道的长度。

所述的两层波纹板的空气通道交错分布。为了进一步增加空气在换热芯体内的换热面积，将换热芯体的上下两层波纹板的空气通道交错分布。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1本发明主表面式回热器，采用空气通道呈余弦线分布的波纹板，增加了热交换面积和长度，尽可能地利用燃烧后的高温尾气对空气加热；

2本发明主表面式回热器，利用高温尾气来加热空气，降低了能耗，提高了燃气的热效；

3本发明主表面式回热器，由于参与燃烧的空气温度高，产生氮氧化合物、CO等废气的总量就会大幅降低，从而实现减排的目的；

4本发明主表面式回热器，可将主机的排气温度由600℃降低到300℃，热交换性能优异，节能效果明显。

附图说明

图1为本发明径向剖面结构示意图；

图2为本发明换热芯体结构示意图；

图3为本发明换热单元局部剖视图。

附图中标记及相应的零部件名称：

1—换热芯体，2—壳体，3—换热单元，4—空气进口，5—空气出口，6—箍带，7—内筒，8—外筒，9—燃气出口，10—燃气进口，11—波纹板，12—导向辐条，13—空气导向器，14—燃气导向器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

如图1至3所示

本发明由若干片换热单元3焊成环形的换热芯体，为了在最小的空间里放置最多的换热单元3，以主机的外筒8为参照，将换热单元3按渐开线方式进行弯曲成型后再进行焊接即可达到目的。外筒上的箍带6用于形成渐开线的限制外径，同时与内筒7共同起到加强结构刚度的作用。空气进口4和空气出口5需在每两片换热单元3之间进行焊接，避免空气从两片换热单元3之间直接流到燃气侧。为了提高换热性能，应保证参与组焊的换热单元尽可能多，这就要求换热单元3的渐开线折弯成型满足型线要求，而且换热单元3焊缝没有凸起、变厚现象。

换热单元3包括上下两层波纹板11，在两层波纹板11的边缘安装有导向辐条，用于固定波纹板11，在两层波纹板11之间设置有用于输入空气的空气导向器13，在两个换热单元3之间设置有燃气导向器14，空气导向器13与燃气导向器14之间构成一定的夹角，以便空气和燃气同时通过换热芯体2，换热单元3的上下两层波纹板11的空气流道之间相互交错分布，并且，空气流道在俯视方向上呈余弦线装分布，增加了热交换的长度和面积。

本发明的工作原理：冷空气从主机处通过空气进口4进入换热芯体1空气侧，同时，燃气从由燃气导向器14组成的燃气进口10进入换热芯体1内，空气和燃气同时在换热芯体1内进行热交换，加热后的空气从空气出口5流出并且到达主机的燃烧室进口处，与燃料混合燃烧后形成高温燃气，燃气经过换热芯体1后将多余热量传递给空气后，从换热芯体1的燃气出口9流出并经汇集后通过回热器出口排入大气。

如上所述，便可以很好地实现本发明。

Claims

1.主表面式回热器，包括壳体（2），其特征在于：所述壳体（2）包括内壳和外壳，在内壳和外壳之间安装有换热芯体（1）。

2.根据权利要求1所述的主表面式回热器，其特征在于：所述的换热芯体（1）包括同轴套装的内筒（7）和外筒（8），在内筒（7）和外筒（8）之间安装有至少2个换热单元（3）。

3.根据权利要求2所述的主表面式回热器，其特征在于：所述的换热单元（3）之间相互独立。

4.根据权利要求3所述的主表面式回热器，其特征在于：所述的换热单元（3）在换热芯体（1）径向的横截面以内筒（7）的轴线为圆心呈渐开线分布。

5.根据权利要求2、3或4所述的主表面式回热器，其特征在于：所述的换热单元（3）包括两层具有空气通道的波纹板（11），在波纹板（11）空气通道两端分别设置有至少一个的空气导向器（13），在空气导向器（13）上设置有燃气导向器（14）。

6.根据权利要求5所述的主表面式回热器，其特征在于：所述的空气导向器（13）与燃气导向器（14）交错分布。

7.根据权利要求5所述的主表面式回热器，其特征在于：还包括用于连接两层波纹板（11）的导向辐条（12）。

8.根据权利要求5所述的主表面式回热器，其特征在于：所述的波纹板（11）的空气通道在俯视方向呈余弦线分布。

9.根据权利要求5所述的主表面式回热器，其特征在于：所述的两层波纹板（11）的空气通道交错分布。