CN109870055A - 一种利用烟气余热的蓄热水箱及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用烟气余热的蓄热水箱及其使用方法，包括上箱体和下箱体，上箱体和下箱体之间设置有隔板，隔板上开设有多组热管安装孔，热管固定安装于隔板上，上箱体两侧分别设置有冷水入口和热水出口，顶部还设有排气阀，下箱体两侧分别设置有烟气入口端盖和烟气出口端盖，烟气入口端盖和烟气出口端盖上分别设置有烟气入口和烟气出口，烟气入口端盖和烟气出口端盖内侧分别设置有烟气入口均流板和烟气出口均流板。本发明通过回收烟气余热对冷水进行加热，实现了对低温烟气余热的回收，满足了工业生产及生活过程中的热水需求，且兼具蓄热与供热两种功能，具有较强的灵活性和实用性。

Description

一种利用烟气余热的蓄热水箱及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种蓄热水箱，具体为一种利用烟气余热的蓄热水箱。

背景技术

在工业生产过程中会产生大量的烟气，而烟气中通常携带者大量的余热，由于燃烧设备及所使用的燃料不同，所产生的烟气温度也具有较大差异。这其中温度较高的烟气可通过余热锅炉加以利用，产生蒸汽用于工业生产或推动汽轮机进行发电，而其中一些低温烟气由于温度接与标准大气压下水的沸点相差较小，难以直接被余热锅炉回收利用，所以通常被直接排放，这不仅造成了能量的浪费，也对环境产生了污染。

发明内容

针对上述缺陷和不足，本发明要解决的问题是提供一种通过回收低温烟气余热来产生热水以满足工业生产及生活过程中热水需求的且兼具蓄热与供热两种功能的利用烟气余热的蓄热水箱及其使用方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种利用烟气余热的蓄热水箱，包括上箱体和下箱体，上箱体和下箱体之间设置有隔板，隔板上开设有多组热管安装孔，热管固定安装于隔板上，上箱体两侧分别设置有冷水入口和热水出口，顶部还设有排气阀；下箱体两侧分别设置有烟气入口端盖和烟气出口端盖，烟气入口端盖和烟气出口端盖上分别设置有烟气入口和烟气出口，烟气入口端盖和烟气出口端盖内侧分别设置有烟气入口均流板和烟气出口均流板。

所述热管和隔板之间采用胀接的方式连接，热管通过隔板贯穿于上箱体和下箱体之间，热管的蒸发端位于下箱体中，热管的冷凝端位于上箱体中，热管沿流体流动方向顺排布置，热管表面安装有翅片。

所述烟气入口端盖和烟气出口端盖采用方形渐扩型端盖，烟气入口和烟气出口采用方形截面管道，管道口采用法兰连接方式。

所述烟气入口均流板和烟气出口均流板的过流孔采用叉排形式布置。

所述冷水入口位于烟气出口一侧，热水出口位于烟气入口一侧，冷水入口与热水出口采用异侧下进上出的布置方式，冷水入口和热水出口采用圆形截面管道，管道接口采用法兰连接方式。

所述热管采用振荡热管，热管壳体材料为铜，热管内充注的工作介质为水，热管内真空度为90kPa。

所述排气阀采用自动排气阀。

本发明一种利用烟气余热的蓄热水箱的使用方法，具体包括以下步骤：

1)将蓄热水箱的烟气入口与烟气管道相连，烟气出口与排烟管道相连，冷水入口与供水管道，热水出口与热水供应管道相连；

2)将冷水注满上箱体，避免温度过高烧坏热管；

3)向下箱体中通入高温烟气对冷水进行加热；

4)当水温达到使用要求时可通过热水出口进行取用，在热水取用过程中可保持冷水的连续注入，以实现蓄热与加热过程的同步进行。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明采用震荡热管回收烟气余热对冷水进行加热，可实现对50℃以上烟气余热的回收，大幅提高了换热效率及余热回收率。

2.本发明采用水作为热管的工作介质，价格低廉、易于获取，且绿色环保，对人体无毒害作用。

3.本发明利用冷热水的密度差实现冷热水自然分层，可以在蓄热的同时实现供热的功能。

附图说明

图1为本发明一种利用烟气余热的蓄热水箱的主视图；

图2为本发明一种利用烟气余热的蓄热水箱的左视图；

图3为本发明一种利用烟气余热的蓄热水箱的俯视图；

图4为本发明一种利用烟气余热的蓄热水箱的热管结构图；

图5为本发明一种利用烟气余热的蓄热水箱的均流板结构图。

其中，1为下箱体，2为烟气入口端盖，3为烟气入口，4为烟气入口均流板，5为隔板，6为上箱体，7为热水出口，8为排气阀，9为热管，10为冷水入口，11为烟气出口均流板，12为烟气出口，13为烟气出口端盖。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。

如图1～3所示，本发明一种利用烟气余热的蓄热水箱，其包括上箱体6和下箱体1，上箱体6和下箱体1之间设置有隔板5，隔板5上开设有多组热管安装孔，热管9固定安装于隔板5上，上箱体6两侧分别设置有冷水入口10和热水出口7，顶部还设有排气阀8；下箱体1两侧分别设置有烟气入口端盖2和烟气出口端盖13，烟气入口端盖2和烟气出口端盖13上分别设置有烟气入口3和烟气出口12，烟气入口端盖2和烟气出口端盖13内侧分别设置有烟气入口均流板4和烟气出口均流板11。

热管9和隔板5之间采用胀接的方式连接，热管9通过隔板5贯穿于上箱体6和下箱体1之间，热管9的蒸发端位于下箱体1中，热管9的冷凝端位于上箱体6中，热管9沿流体流动方向顺排布置，热管9表面安装有翅片。

烟气入口端盖2和烟气出口端盖13采用方形渐扩型端盖，烟气入口3和烟气出口12采用方形截面管道，管道口采用法兰连接方式。

烟气入口均流板4和烟气出口均流板11的过流孔采用叉排形式布置。

冷水入口10位于烟气出口12侧，热水出口7位于烟气入口3侧，冷水入口10与热水出口7采用异侧下进上出的布置方式，冷水入口10和热水出口7采用圆形截面管道，管道接口采用法兰连接方式；排气阀8采用自动排气阀。

如图4所示，热管9采用振荡热管，热管壳体材料为铜，热管内充注的工作介质为水，热管内真空度为90kPa。本发明采用热管9作为传热元件。热管是最有效的传热元件之一，它可将大量热量通过其很小的截面积远距离地转输而无需外加动力。典型的热管由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽成1.3×10^-1～1.3×10^-4Pa的负压后充以适量的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。管的一端为蒸发段(加热段)，另一端为冷凝段(冷却段)，当热管的一端受热时毛纫芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料通过毛细作用流回蒸发段。如此循环，热量由热管的一端传至另—端。

本实施例中，采用不锈钢板焊接成长×宽×高＝1500mm×800mm×2500mm的一体式箱体结构，在距离箱体结构底部500mm高处通过隔板5分隔成上箱体6和下箱体1两个不同的箱体，下箱体1两侧面分别安装烟气入口均流板4和烟气出口均流板11，在烟气入口均流板4和烟气出口均流板11外侧安装烟气入口端盖2和烟气出口端盖13。如图5所示，烟气入口均流板4和烟气出口均流板11均为采用不锈钢板加工成叉排形式、直径为Φ30mm的过流孔，孔心间距为60mm。

本发明利用烟气余热的蓄热水箱的使用方法如下：

1.将蓄热水箱的烟气入口3与烟气管道相连，烟气出口12与排烟管道相连，冷水入口10与供水管道，热水出口7与热水供应管道相连；

2.将冷水注满上箱体6，避免温度过高烧坏热管；

3.向下箱体1中通入高温烟气对冷水进行加热；

4.当水温达到使用要求时可通过热水出口7进行取用，在热水取用过程中可保持冷水的连续注入，以实现蓄热与加热过程的同步进行。

本发明采用震荡热管回收烟气余热对冷水进行加热，可实现对50℃以上烟气余热的回收，大幅提高了换热效率及余热回收率，采用水作为热管的工作介质，价格低廉、易于获取且绿色环保对人体无毒害作用，利用冷热水的密度差实现冷热水自然分层，在蓄热的同时也可实现供热的功能。

以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，凡采用等同替换或等效变换所形成的技术方案，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利用烟气余热的蓄热水箱，其特征在于：包括上箱体和下箱体，上箱体和下箱体之间设置有隔板，隔板上开设有多组热管安装孔，热管固定安装于隔板上，上箱体两侧分别设置有冷水入口和热水出口，顶部还设有排气阀；下箱体两侧分别设置有烟气入口端盖和烟气出口端盖，烟气入口端盖和烟气出口端盖上分别设置有烟气入口和烟气出口，烟气入口端盖和烟气出口端盖内侧分别设置有烟气入口均流板和烟气出口均流板。

2.根据权利要求1所述的利用烟气余热的蓄热水箱，其特征在于：所述热管和隔板之间采用胀接的方式连接，热管通过隔板贯穿于上箱体和下箱体之间，热管的蒸发端位于下箱体中，热管的冷凝端位于上箱体中，热管沿流体流动方向顺排布置，热管表面安装有翅片。

3.根据权利要求1所述的利用烟气余热的蓄热水箱，其特征在于：所述烟气入口端盖和烟气出口端盖采用方形渐扩型端盖，烟气入口和烟气出口采用方形截面管道，管道口采用法兰连接方式。

4.根据权利要求1所述的利用烟气余热的蓄热水箱，其特征在于：所述烟气入口均流板和烟气出口均流板的过流孔采用叉排形式布置。

5.根据权利要求1所述的利用烟气余热的蓄热水箱，其特征在于：所述冷水入口位于烟气出口一侧，热水出口位于烟气入口一侧，冷水入口与热水出口采用异侧下进上出的布置方式，冷水入口和热水出口采用圆形截面管道，管道接口采用法兰连接方式。

6.根据权利要求1所述的利用烟气余热的蓄热水箱，其特征在于：所述热管采用振荡热管，热管壳体材料为铜，热管内充注的工作介质为水，热管内真空度为90kPa。

7.根据权利要求1所述的利用烟气余热的蓄热水箱，其特征在于：所述排气阀采用自动排气阀。

8.一种利用烟气余热的蓄热水箱的使用方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

1)将蓄热水箱的烟气入口与烟气管道相连，烟气出口与排烟管道相连，冷水入口与供水管道，热水出口与热水供应管道相连；

2)将冷水注满上箱体，避免温度过高烧坏热管；

3)向下箱体中通入高温烟气对冷水进行加热；

4)当水温达到使用要求时可通过热水出口进行取用，在热水取用过程中可保持冷水的连续注入，以实现蓄热与加热过程的同步进行。