CN107289796B - 一种高效换热卧式导热油换热器 - Google Patents

一种高效换热卧式导热油换热器 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种高效换热卧式导热油换热器，包括独立设置的导热油进口层(1)、换热层(2)和导热油出口层(3)；导热油进口层(1)和导热油出口层(3)设于过热器的左端，换热层(2)设于过热器的右端，所述换热层(2)右下壁上设有蒸汽进口(9)、左上壁上设有蒸汽出口(10)；所述换热层(2)内设有一组竖直的隔热板(4)，且隔热板(4)上设有开口(5)，相邻隔热板(4)的开口(5)上下交替设置；所述换热层(2)内设有一组并列设置的水平的U形换热管(6)，所述U形换热管(6)上设有一组储热器(7)，所述U形换热管(6)自蒸汽进入方向后方设有吸热板(8)；所述U形换热管(6)一端与导热油进口层(1)连接、另一端与导热油出口层(3)连接，使导热油进口层(1)与导热油出口层(3)通过U形换热管(6)连通该导热油换热器结构简单、成本低廉、使用方便、寿命长，换热效率高。

Description

一种高效换热卧式导热油换热器
技术领域
本发明属于电力设备领域，特别涉及一种高效换热卧式导热油换热器。
背景技术
高换热效率导热油蒸发器在印染、木材等行业有着广泛的应用，目前的蒸汽过热器具有壳体和管束，壳体内腔与管束外部形成壳程。现有高效换热卧式导热油换热器换热效果不均匀，蒸汽流动阻力大，耗能多，换热管需要管板固定，因换热管膨胀导致过热器易损坏，需要设置膨胀节降低其膨胀的影响。同时，一旦导热油进口温度更高时，蒸汽膨胀加剧，极易损坏。此外，现有换热器隔热板间距相同，由于加热后蒸汽体积会变大、流速增加，导致了换热器内蒸汽流速不等，在升温过程中流速不断加快，从而引起换热不均匀、流动阻力较大，耗能较多等问题。
发明内容
技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种高效换热卧式导热油换热器。
技术方案：本发明提供的一种高效换热卧式导热油换热器，包括独立设置的导热油进口层(1)、换热层(2)和导热油出口层(3)；导热油进口层(1)和导热油出口层(3)设于过热器的左端，换热层(2)设于过热器的右端，所述换热层(2)右下壁上设有蒸汽进口(9)、左上壁上设有蒸汽出口(10)；
所述换热层(2)内设有一组竖直的隔热板(4)，且隔热板(4)上设有开口(5)，相邻隔热板(4)的开口(5)上下交替设置；
所述换热层(2)内设有一组并列设置的水平的U形换热管(6)，所述U形换热管(6)上设有一组储热器(7)，所述U形换热管(6)自蒸汽进入方向后方设有吸热板(8)；所述U形换热管(6)一端与导热油进口层(1)连接、另一端与导热油出口层(3)连接，使导热油进口层(1)与导热油出口层(3)通过U形换热管(6)连通；
所述储热器(7)包括导热壳体和填充于导热壳体内的相变材料；
所述吸热板(8)包括自上而下依次设置的吸热层(11)和隔热层(12)；
所述导热壳体和吸热层(11)均由导热复合材料制成；所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬11.2-13.1份、镍5.08-5.16份、硅0.83-0.99份、氮化钛0.4-0.8份、碳0.60-0.70份、锰0.65-0.78份、碳纳米管1-2份、纳米铜1-2份、纳米锌0.5-1.5份、壳聚糖2-4份。
作为改进，所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬12.2-12.4份、镍5.12-5.14份、硅0.86-0.88份、碳0.64-0.66份、锰0.68-0.70份、氮化钛0.5-0.7份、碳纳米管1.4-1.6份、纳米铜1.4-1.6份、纳米锌0.8-1.2份、壳聚糖2.8-3.2份。
作为另一种改进，所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬12.3份、镍5.13份、硅0.87份、碳0.65份、锰0.69份、氮化钛0.6份、碳纳米管1.5份、纳米铜1.5份、纳米锌1.0份、壳聚糖3.0份。
作为另一种改进，相邻隔板(7)的间距自左至右递减。
本发明还提供了一种用于高效换热卧式导热油换热器的导热复合材料，至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬11.2-13.1份、镍5.08-5.16份、硅0.83-0.99份、碳0.60-0.70份、锰0.65-0.78份、氮化钛0.4-0.8份、碳纳米管1-2份、纳米铜1-2份、纳米锌0.5-1.5份、壳聚糖2-4份。
有益效果：本发明提供的高效换热卧式导热油换热器结构简单、成本低廉、使用方便、寿命长，换热效率高。
附图说明
图1为本发明高效换热卧式导热油换热器的结构示意图。
图2为高效换热卧式导热油换热器的局部放大图一。
图3为高效换热卧式导热油换热器的局部放大图二。
具体实施方式
下面对本发明高效换热卧式导热油换热器作出进一步说明。
实施例1
高效换热卧式导热油换热器，包括独立设置的导热油进口层(1)、换热层(2)和导热油出口层(3)；导热油进口层(1)和导热油出口层(3)设于过热器的左端，换热层(2)设于过热器的右端，所述换热层(2)右下壁上设有蒸汽进口(9)、左上壁上设有蒸汽出口(10)；
所述换热层(2)内设有一组竖直的隔热板(4)，且隔热板(4)上设有开口(5)，相邻隔热板(4)的开口(5)上下交替设置；
所述换热层(2)内设有一组并列设置的水平的U形换热管(6)，所述U形换热管(6)上设有一组储热器(7)，所述U形换热管(6)自蒸汽进入方向后方设有吸热板(8)；所述U形换热管(6)一端与导热油进口层(1)连接、另一端与导热油出口层(3)连接，使导热油进口层(1)与导热油出口层(3)通过U形换热管(6)连通；
所述储热器(7)包括导热壳体和填充于导热壳体内的相变材料；
所述吸热板(8)包括自上而下依次设置的吸热层(11)和隔热层(12)；
所述导热壳体和吸热层(11)均由导热复合材料制成；所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬12.3份、镍5.13份、硅0.87份、碳0.65份、锰0.69份、氮化钛0.6份、碳纳米管1.5份、纳米铜1.5份、纳米锌1.0份、壳聚糖3.0份；
相邻隔板(7)的间距自左至右递减。
该装置的工作原理：热的蒸汽从蒸汽进口进入换热器内，经换热器的U形换热管换热降温后流出；导热油由导热油进口层进入，经换热器的U形换热管换热升温后流出；U形换热管上的储热器通过自身壳体以及吸热板强力吸热并存储于储热器内，用于加热U形换热管内的导热油；该装置通过设置储热器大大提高了换热能力，同时还具有储热的能力，避免立刻停机后热胀冷缩导致设备损坏；储热器的壳体以及吸热板均由特殊的导热材料制成，导热性能非常优异。
实施例2
与实施例1基本相同，不同之处仅在于：所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬12.2份、镍5.12份、硅0.86份、碳0.64份、锰0.70份、氮化钛0.5份、碳纳米管1.4份、纳米铜1.6份、纳米锌0.8份、壳聚糖3.2份。
实施例3
与实施例1基本相同，不同之处仅在于：所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬12.4份、镍5.14份、硅0.88份、碳0.66份、锰0.68份、氮化钛0.7份、碳纳米管1.6份、纳米铜1.4份、纳米锌1.2份、壳聚糖2.8份。
实施例4
与实施例1基本相同，不同之处仅在于：所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬11.2份、镍5.08份、硅0.83份、碳0.70份、锰0.78份、氮化钛0.4份、碳纳米管1份、纳米铜2份、纳米锌0.5份、壳聚糖4份。
实施例5
与实施例1基本相同，不同之处仅在于：所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬13.1份、镍5.16份、硅0.99份、碳0.60份、锰0.65份、氮化钛0.8份、碳纳米管2份、纳米铜1份、纳米锌1.5份、壳聚糖2份。
对比例1
复合材料1，至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬12.3份、镍5.13份、硅0.87份、碳0.65份、锰0.69份。
对比例2
复合材料2，至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬12.3份、镍5.13份、硅0.87份、碳0.65份、锰0.69份、碳纳米管1.5份。
对比例3
复合材料3，至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬12.3份、镍5.13份、硅0.87份、碳0.65份、锰0.69份、纳米铜1.5份、纳米锌1.0份。
对比例4
复合材料4，至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬12.3份、镍5.13份、硅0.87份、碳0.65份、锰0.69份、壳聚糖3.0份。
对比例5
复合材料5，至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬12.3份、镍5.13份、硅0.87份、碳0.65份、锰0.69份、氮化钛0.6份。
测试实施例1至5、对比例1-4的复合材料的性能，见下表。
复合材料来源 导热系数(W/m.K) 复合材料来源 导热系数(W/m.K)
实施例1 1576 对比例1 458
实施例2 1381 对比例2 948
实施例3 1374 对比例3 626
实施例4 1345 对比例4 447
实施例5 1328 对比例5 581

Claims (3)

1.一种高效换热卧式导热油换热器，其特征在于：包括独立设置的导热油进口层(1)、换热层(2)和导热油出口层(3)；导热油进口层(1)和导热油出口层(3)设于换热器的左端，换热层(2)设于换热器的右端，所述换热层(2)右下壁上设有蒸汽进口(9)、左上壁上设有蒸汽出口(10)；
所述换热层(2)内设有一组竖直的隔热板(4)，且隔热板(4)上设有开口(5)，相邻隔热板(4)的开口(5)上下交替设置；
所述换热层(2)内设有一组并列设置的水平的U形换热管(6)，所述U形换热管(6)上设有一组储热器(7)，所述U形换热管(6)自蒸汽进入方向后方设有吸热板(8)；所述U形换热管(6)一端与导热油进口层(1)连接、另一端与导热油出口层(3)连接，使导热油进口层(1)与导热油出口层(3)通过U形换热管(6)连通；
所述储热器(7)包括导热壳体和填充于导热壳体内的相变材料；
所述吸热板(8)包括自上而下依次设置的吸热层(11)和隔热层(12)；
所述导热壳体和吸热层(11)均由导热复合材料制成；所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬11.2-13.1份、镍5.08-5.16份、硅0.83-0.99份、碳0.60-0.70份、锰0.65-0.78份、氮化钛0.4-0.8份、碳纳米管1-2份、纳米铜1-2份、纳米锌0.5-1.5份、壳聚糖2-4份。
2.根据权利要求1所述的一种高效换热卧式导热油换热器，其特征在于：所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬12.2-12.4份、镍5.12-5.14份、硅0.86-0.88份、碳0.64-0.66份、锰0.68-0.70份、氮化钛0.5-0.7份、碳纳米管1.4-1.6份、纳米铜1.4-1.6份、纳米锌0.8-1.2份、壳聚糖2.8-3.2份。
3.根据权利要求1所述的一种高效换热卧式导热油换热器，其特征在于：所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬12.3份、镍5.13份、硅0.87份、碳0.65份、锰0.69份、氮化钛0.6份、碳纳米管1.5份、纳米铜1.5份、纳米锌1.0份、壳聚糖3.0份。
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