CN106959026A - 一种横向间断滞止蛇形管膜式壁粉料高效换热装置 - Google Patents

一种横向间断滞止蛇形管膜式壁粉料高效换热装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种横向间断滞止蛇形管膜式壁粉料高效换热装置,包括:炉体和固装在所述炉体内的多个竖直的蛇形管膜式壁结构,多个蛇形管膜式壁结构的尺寸相同,每一所述蛇形管膜式壁结构包括:一根管道和多个竖直设置的鳍片,所述管道弯折形成蛇形,所述蛇形由多个在竖直方向间隔排列的水平管以及连通相邻水平管的弧形管组成,在每相邻的2根水平管之间固装有一鳍片。本发明物料下落过程中其下落速度不断被间断滞止,下落速度大幅度降低,单位长度流程上物料换热效率大幅度提高,同时,由于蛇形管膜式壁结构增加了扩展受热面,金属利用率提高,制造成本大幅度降低。

Description

一种横向间断滞止蛇形管膜式壁粉料高效换热装置
技术领域
[0001]本发明属于粉状颗粒物余热利用技术领域,具体来说涉及一种横向间断滞止蛇形 管膜式壁粉料高效换热装置。
背景技术
[0002]现有粉料与固体壁面直接换热装置,采用多层水夹套形式,水夹套内部通入冷却 水,水夹套垂直放置,粉料靠自重在相邻水夹套之间自上而下流动,水夹套由两层板经点焊 形成,工业上称为水夹套板式换热器。目前,水夹套板式换热器存在如下技术缺陷:
[0003] 1)冷却水在水夹套中全部贯通,无法与物料形成逆流,无法实现余热的梯级提取, 严重制约余热利用效率。
[0004] 2)水夹套为两层板点焊,两层水夹套间的物料流通通道阻力太小,物料接近自由 落体,流速太快,单位长度流程上物料换热效率太低,金属浪费严重。
[0005] 3)物料接近自由落体,流速太快,颗粒对固体表面的磨损严重,换热器寿命较短。
[0006]现有粉料与固体壁面直接换热装置,也有采用水平错列管束,粉料在管外靠自重 下移横向冲刷管束的结构形式(错列埋管换热器),该种换热器的技术缺陷是物料容易搭 桥,影响物料在换热器中的顺行。
[0007]针对现有水夹套板式换热器及错列埋管换热器存在的问题,发明一种横向间断滞 止蛇形管膜式壁粉料高效换热装置。
发明内容
[0008]针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种横向间断滞止蛇形管膜式壁粉 料高效换热装置。
[0009]本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。
[0010] —种横向间断滞止蛇形管膜式壁粉料高效换热装置,包括:炉体和固装在所述炉 体内的多个竖直的蛇形管膜式壁结构,所述炉体的上端形成有进料口,用于向所述炉体内 投入固体颗粒,在所述炉体的下端形成有出料口;
[0011]多个蛇形管膜式壁结构的尺寸相同,每一所述蛇形管膜式壁结构包括:一根管道 和多个竖直设置的鳍片,所述管道弯折形成蛇形,所述蛇形由多个在竖直方向间隔排列的 水平管以及连通相邻水平管的弧形管组成,在每相邻的2根水平管之间固装有一鳍片,其 中,所述鳍片上下两端的边缘与水平管的外壁之间均为无缝连接;
[0012]多个所述蛇形管膜式壁结构相互平行,且相邻蛇形管膜式壁结构的水平管相互交 错;所述管道的进水口位于所述出水口的下方。
[0013]在上述技术方案中,所述出料口上安装有一卸料阀。
[0014]在上述技术方案中,每一所述蛇形管膜式壁结构的相邻水平管之间的距离相同。 [0015]在上述技术方案中,所述水平管的位置与该水平管相邻蛇形管膜式壁结构的一鳍 片的中间位置相对应。
[0016] 在上述技术方案中,还包括:一总进水管道,所述总进水管道伸入所述炉体内开分 别与多个所述蛇形管膜式壁结构的进水口连通。
[0017] 在上述技术方案中,还包括:一总出水管道,所述总出水管道伸入所述炉体内并分 别与多个所述蛇形管膜式壁结构的出水口的连通。
[0018] 在上述技术方案中,多个所述蛇形管膜式壁结构的进水口均伸出至所述炉体外并 与进水源连通。
[0019] 在上述技术方案中,多个所述蛇形管膜式壁结构的出水口均伸出至所述炉体外并 与排水装置相通。
[0020] 相比于现有技术,本发明的有益效果为:
[0021] 1)物料(固体颗粒)与冷却水可以很好形成逆流结构,极大提高了余热提取的梯级 质量及余热利用效率。
[0022] 2)物料下落过程中其下落速度不断被间断滞止,下落速度大幅度降低,单位长度 流程上物料换热效率大幅度提高,同时,由于蛇形管膜式壁结构增加了扩展受热面,金属利 用率提高,制造成本大幅度降低。
[0023] 3)物料下落过程中其下落速度不断被间断滞止,下落速度大幅度降低,管壁磨损 情况得到大幅度改善,换热装置寿命大幅度提高。
[0024] 4)物料下落过程中其下落速度不断被间断滞止,由于流动过程存在不断的强烈扰 动,粉状物料内部冷热颗粒掺混速度快且均匀度高,大幅度提高了粉料(固体颗粒)与管壁 的换热系数。
附图说明
[0025]图1为本发明的横向间断滞止蛇形管膜式壁粉料高效换热装置的剖视图(水平横 向);
[0026]图2为本发明的蛇形管膜式壁结构的示意图;
[0027]图3为本发明的横向间断滞止蛇形管膜式壁粉料高效换热装置的剖视图(水平纵 向)。
[0028] 其中,1为固体颗粒,2为炉体,3为蛇形管膜式壁结构,3-1为管道,3-1-1为水平管, 3_1_2为弧形管,3_2为鳍片,4为卸料阀,5为进料口,6为出水口,7为进水口,8为固体颗粒流 动轨迹。
具体实施方式
[0029]下面结合附图进一步说明本发明的横向间断滞止蛇形管膜式壁粉料髙效换热装 置。 …、
[0030]如图1〜3所示,包括:炉体2和固装在炉体2内的多个竖直的蛇形管膜式壁结构3 炉体2的上端形成有进料口5,用于向炉体2内投入固体颗粒1,在炉体2的下端形出料 口;出料口上安装有一卸料阀4。 /
[0031]每一蛇形管膜式壁结构3包括:一根管道3-1和多个竖直设置的鳍片3_2管道34 弯折形成蛇形,蛇形由多个在竖直方向间隔排列的水平管3-1-1以及连通邻水平^3« 的弧形管3-1-2组成,在每相邻的2根水平管3_1-1之间固装有一鳍片3—2,其中饋^_3_2 下两端的边缘与水平管3-1-1的外壁之间均为无缝连接。
[0032] 每一管道的相邻水平管3-1-1之间的距离相同,多个蛇形管膜式壁结构3的尺寸相 同且相互平行。相邻蛇形管膜式壁结构3的水平管3-1-1相互交错,水平管3-1-1的位置与该 水平管3-1-1相邻蛇形管膜式壁结构3的一鳍片3-2的中间位置相对应。
[0033] 管道3-1的进水口 7位于出水口 6的下方。
[0034] 进水口 7和出水口 6的通水方式可以为以下两种情况之一:
[0035] 1、包括:一总进水管道和一总出水管道,总进水管道伸入炉体2内并分别与多个 (全部)蛇形管膜式壁结构3的进水口7连通。总出水管道伸入炉体2内并分别与多个蛇形管 膜式壁结构3的出水口6的连通(图中并未示出)。
[0036] 2、多个(全部)蛇形管膜式壁结构3的进水口7均伸出至炉体2外并与进水源(图中 未示出)连通。多个蛇形管膜式壁结构3的出水口6均伸出至炉体2外并与排水装置(图中未 不出)相通,如图3所示。
[0037]本发明的技术方案:
[0038] 1)将垂直放置的水夹套改为垂直放置的蛇形管膜式壁结构3,蛇形管膜式壁结构3 的水平管3-1-1部分平行于水平面设置,工质在管道3-1内自下而上流动,粉料靠自重在两 片蛇形管膜式壁结构3间自上而下流动,冷热物质之间形成逆流流动,如果粉料温度足够 高,换热装置分段布置时,可以将工质加热成中温中压蒸汽,大幅度提高余热利用效率。 [0039] 2)相邻两片蛇形管膜式壁结构3的水平管3-1-1段在高度方向错开布置,粉料流动 通道形成S形通道,粉料下落过程中每次在S形通道中转弯时其下落速度被滞止为〇,即物料 下落过程中其下落速度不断被间断滞止,下落速度大幅度降低,单位长度流程上物料换热 效率及管壁磨损情况得到大幅度改善。
[0040] 本发明结构特点:
[0041]横向间断滞止蛇形管膜式壁粉料高效换热装置由垂直设置的多组蛇形管膜式壁 结构3构成,冷却水在管道3_1内自下而上流动,固体颗粒1由进料口 5进入炉体内,相邻两片 蛇形管膜式壁结构3的水平管错开布置,形成粉状物料的S形通道。粉状物料在S形通道中连 续下移,下移过程中固体颗粒遇到水平管后速度被滞止为〇,然后绕过水平管开始加速向下 移动,当遇到相邻蛇形管膜式壁结构3的水平管后速度再次被滞止为〇,如此在不断被间断 滞止中下移,直到换热结束,离开炉体,固体颗粒流动轨迹8如图2中所示,炉体中固体颗粒 (粉状物料)的流量由卸料阀4控制。炉体填充有保温材料,具有绝热封闭功能。
[0042]以上对本发明做了示例性的描述,应该说明的是,在不脱离本发明的核心的情况 下,任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均 落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种横向间断滞止蛇形管膜式壁粉料高效换热装置,其特征在于,包括:炉体(2)和 固装在所述炉体(2)内的多个竖直的蛇形管膜式壁结构(3),所述炉体(2)的上端形成有进 料口⑸,用于向所述炉体(2)内投入固体颗粒(1),在所述炉体⑵的下端形成有出料口; 多个蛇形管膜式壁结构(3)的尺寸相同,每一所述蛇形管膜式壁结构(3)包括:一根管 道(3-1)和多个竖直设置的鳍片(3_2),所述管道(3_1)弯折形成蛇形,所述蛇形由多个在竖 直方向间隔排列的水平管(3-1-1)以及连通相邻水平管(3-1-1)的弧形管(3-1-2)组成,在 每相邻的2根水平管(3_1-1)之间固装有一鳍片(3-2),其中,所述鳍片(3-2)上下两端的边 缘与水平管(3-1-1)的外壁之间均为无缝连接; 多个所述蛇形管膜式壁结构(3)相互平行,且相邻蛇形管膜式壁结构(3)的水平管(3-1-1)相互交错;所述管道(3-1)的进水口⑺位于所述出水口⑹的下方。
2.根据权利要求1所述的横向间断滞止蛇形管膜式壁粉料高效换热装置,其特征在于, 所述出料口上安装有一卸料阀⑷。
3.根据权利要求2所述的横向间断滞止蛇形管膜式壁粉料高效换热装置,其特征在于, 每一所述蛇形管膜式壁结构(3)的相邻水平管(3-1-1)之间的距离相同。
4.根据权利要求3所述的横向间断滞止蛇形管膜式壁粉料高效换热装置,其特征在于, 所述水平管(3_1_1)的位置与该水平管(3-1-1)相邻蛇形管膜式壁结构(3)的一鳍片(3-2) 的中间位置相对应。
5.根据权利要求4所述的横向间断滞止蛇形管膜式壁粉料高效换热装置,其特征在于, 还包括:一总进水管道,所述总进水管道伸入所述炉体(2)内并分别与多个所述蛇形管膜式 壁结构⑶的进水口⑺连通。 6 _根据权利要求5所述的横向间断滞止蛇形管膜式壁粉料高效换热装置,其特征在于, 还包括:一总出水管道,所述总出水管道伸入所述炉体⑵内并分别与多个所述蛇形管膜式 壁结构⑶的出水口⑹的连通。
7. 根据权利要求4所述的横向间断滞止蛇形管膜式壁粉料高效换热装置,其特征在于, 多个所述蛇形管膜式壁结构(3)的进水口(7)均伸出至所述炉体(2)外并与进水源连通。
8. 根据权利要求7所述的横向间断滞止蛇形管膜式壁粉料高效换热装置,其特征在于, 多个所述蛇形管膜式壁结构(3)的出水口⑹均伸出至所述炉体⑵外并与排水装置相通。
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