CN114001560A - 一种分体式换热器及其实施方法 - Google Patents

一种分体式换热器及其实施方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种分体式换热器及其实施方法，属于分体式换热器技术领域，包括干熄炉、锅炉、第一换热器外壳和第二换热器外壳，干熄炉接入第一换热器外壳内的换热组件，第一换热器外壳分别与锅炉和第二换热器外壳连接，换热组件接回干熄炉内，干熄炉内的高温气体用于加热锅炉排入第一换热器外壳内的液体，水蒸气排入第二换热器外壳内，高温气体换热后流回干熄炉内保温。本发明提出的一种分体式换热器及其实施方法，水在高温气体的换热作用下，变成水蒸汽上升，排气管的两端分别与汇流管和干熄炉连接，换热后的气体继续流回干熄炉内，由于气体换热后，温度下降一部分，继续用来保温，避免干熄炉内温度下降太快，导致的结露造成露点腐蚀。

Description

一种分体式换热器及其实施方法
技术领域
本发明涉及分体式换热器技术领域，特别涉及一种分体式换热器及其实施方法。
背景技术
热管式给水预热器的内套管内给水的整个加热流程不受烟气的直接冲刷影响，独自走管程。热管自适应换热装置通过中间介质传热，换热效果差，且当热管内介质失效、管壁积灰增厚时，换热效果会严重下降。热管效率低导致自适应换热装置烟气侧的排烟温度高达150℃以上(标准为130℃)，排焦温度也达到200℃以上(标准为180℃)，因此只能通过降低生产负荷来控制排焦温度，生产效率受到制约。易产生不凝性气体和工质泄露，导致换热效率衰减快。
目前，常规的金属材料换热设备耐腐蚀性能较差，无法抵御烟气低温露点腐蚀问题，用于回收烟气余热较短时间内就会腐蚀失效。现有的非金属余热回收设备，由于非金属材料价格昂贵及换热设备制作工艺复杂，致使设备投资成本较高，经济性较差，难以进行大规模使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分体式换热器及其实施方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种分体式换热器，包括干熄炉、锅炉、第一换热器外壳和第二换热器外壳，干熄炉接入第一换热器外壳内的换热组件，第一换热器外壳分别与锅炉和第二换热器外壳连接，换热组件接回干熄炉内，干熄炉内的高温气体用于加热锅炉排入第一换热器外壳内的液体，水蒸气排入第二换热器外壳内，高温气体换热后流回干熄炉内保温；
所述第二换热器外壳内的冷凝组件与干熄炉连接，第二换热器外壳底部接入锅炉内，冷凝组件内的冷气与水蒸气接触，冷凝水流入锅炉内补充，液化释放的热量与冷气换热后流入干熄炉内保温。
进一步地，换热组件包括热源排管、分流主管、分流支管、锅炉排水管、汇流管和排气管，热源排管的一端接在干熄炉上，热源排管的另一端穿入第一换热器外壳内与分流主管连接，分流主管沿径向等间距的固定若干分流支管，分流支管的另一端口穿出第一换热器外壳与汇流管连接，排气管的两端分别与汇流管和干熄炉连接；
所述锅炉排水管的两端分别接在锅炉和第一换热器外壳上，锅炉排水管和第一换热器外壳连通的通孔上安装有旋转密封组件。
进一步地，旋转密封组件包括密封板和配重块，配重块固定在密封板的底端，密封板的顶端与第一换热器外壳内壁通过铰链活动连接，并且在铰链的轴上套有复位弹簧；
所述密封板覆盖锅炉排水管和第一换热器外壳连接处的通孔，锅炉排水管在泵体作用下，水流抵住密封板绕铰链旋转，复位弹簧产生回弹的扭矩，泵体未作用，则密封板密封通孔。
进一步地，第一换热器外壳和第二换热器外壳之间通过蒸汽管连通，其中，蒸汽管成U型，并且蒸汽管延伸至第二换热器外壳内的端口上安装有防回流组件。
进一步地，防回流组件包括旋转轴、侧板、抵板、弹簧和支撑架，支撑架固定在第二换热器外壳的顶壁上，弹簧的两端分别与抵板和支撑架连接，抵板覆盖蒸汽管的管口；
所述旋转轴插入蒸汽管内，侧板等间距的分布在旋转轴的径向上，侧板与蒸汽管密封连接连接，旋转轴与抵板接触，水蒸汽带动侧板旋转抵开抵板，水蒸汽流入第二换热器外壳内。
进一步地，冷凝组件包括冷气管、排液管、热量回收管、换热管和分离箱，排液管的两端分别与第二换热器外壳和锅炉连接，多个并排换热管设置在第二换热器外壳内；
所述分离箱的内部被隔板分隔为上下两个独立的空间，冷气管和热量回收管对称设置在分离箱的两侧，并且冷气管和热量回收管分别与上下空间连通；
所述换热管的两端也分别与上下空间连通，其中，冷气管内的冷气流入换热管内，与水蒸气发生换热，冷气温度提高经过热量回收管排至干熄炉内保温，水蒸气液化从排液管排回锅炉。
进一步地，干熄炉内保温的温度在80～130℃，并且干熄炉连接的管道上均连接有阀门。
本发明提出的另一种技术，包括分体式换热器的实施方法，包括以下步骤：
S1：锅炉内的水流入第一换热器外壳内，干熄炉内的热气流入第一换热器外壳内的分流支管，用于加热成水蒸汽排至第二换热器外壳内；
S2：换热后的分流支管内气体流回干熄炉内，保温干熄炉内部温度在80～130℃；
S3：水蒸汽在第二换热器外壳内，冷气管内流入第二换热器外壳内，冷气换热流入分离箱内排回干熄炉内保温；
S4：水蒸汽冷凝经过第二换热器外壳内流回锅炉内循环。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明提出的一种分体式换热器及其实施方法，分流支管内的热气在第一换热器外壳加热水，水在高温气体的换热作用下，变成水蒸汽上升，排气管的两端分别与汇流管和干熄炉连接，换热后的气体继续流回干熄炉内，由于气体换热后，温度下降一部分，继续用来保温，避免干熄炉内温度下降太快，导致的结露造成露点腐蚀。
2、本发明提出的一种分体式换热器及其实施方法，水蒸气经过蒸汽管流入第二换热器外壳内，冷气温度提高经过热量回收管排至干熄炉内保温，水蒸气液化释放的热量被气体吸收后从排液管排回锅炉，继续保温控制其干熄炉内的温度，继续保温。
附图说明
图1为本发明的整体结构图；
图2为本发明的局部结构图；
图3为本发明的第一换热器外壳内部结构图；
图4为本发明的换热组件俯视图；
图5为本发明的第二换热器外壳内部结构图。
图中：1、干熄炉；2、锅炉；3、第一换热器外壳；4、第二换热器外壳；5、换热组件；51、热源排管；52、分流主管；53、分流支管；54、锅炉排水管；55、汇流管；56、排气管；6、冷凝组件；61、冷气管；62、排液管；63、热量回收管；631、隔板；64、换热管；65、分离箱；7、旋转密封组件；71、密封板；72、配重块；8、蒸汽管；9、防回流组件；91、旋转轴；92、侧板；93、抵板；94、弹簧；95、支撑架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，一种分体式换热器，包括干熄炉1、锅炉2、第一换热器外壳3和第二换热器外壳4，干熄炉1接入第一换热器外壳3内的换热组件5，第一换热器外壳3分别与锅炉2和第二换热器外壳4连接，换热组件5接回干熄炉1内，干熄炉1内的高温气体用于加热锅炉2排入第一换热器外壳3内的液体，变成水蒸气，水蒸气排入第二换热器外壳4内，高温气体换热后流回干熄炉1内保温。
第二换热器外壳4内的冷凝组件6与干熄炉1连接，第二换热器外壳4底部接入锅炉2内，冷凝组件6内的冷气与水蒸气接触，冷凝水流入锅炉2内补充，液化释放的热量与冷气换热后流入干熄炉1内保温。
请参阅图3，换热组件5包括热源排管51、分流主管52、分流支管53、锅炉排水管54、汇流管55和排气管56，热源排管51的一端接在干熄炉1上，热源排管51的另一端穿入第一换热器外壳3内与分流主管52连接，分流主管52沿径向等间距的固定若干分流支管53，分流主管52将热源排管51排出的热量分散成多个流入分流支管53内，分流支管53内的热气在第一换热器外壳3加热水，水在高温气体的换热作用下，变成水蒸汽上升，分流支管53的另一端口穿出第一换热器外壳3与汇流管55连接，排气管56的两端分别与汇流管55和干熄炉1连接，换热后的气体继续流回干熄炉1内，由于气体换热后，温度下降一部分，继续用来保温，避免干熄炉1内温度下降太快，导致的结露造成露点腐蚀。
锅炉排水管54的两端分别接在锅炉2和第一换热器外壳3上，锅炉排水管54和第一换热器外壳3连通的通孔上安装有旋转密封组件7。
请参阅图4，旋转密封组件7包括密封板71和配重块72，配重块72固定在密封板71的底端，密封板71的顶端与第一换热器外壳3内壁通过铰链活动连接，并且在铰链的轴上套有复位弹簧，配重块72的重量不超过300g。
密封板71覆盖锅炉排水管54和第一换热器外壳3连接处的通孔，锅炉排水管54在泵体作用下，锅炉排水管54排出的水推动密封板71绕铰链旋转，复位弹簧产生回弹的扭矩，泵体未作用，则密封板71密封通孔，流入第一换热器外壳3内，并且复位弹簧旋转产生回弹的扭矩，避免水蒸气流入锅炉2内。
请参阅图5，第一换热器外壳3和第二换热器外壳4之间通过蒸汽管8连通，其中，蒸汽管8成U型，并且蒸汽管8延伸至第二换热器外壳4内的端口上安装有防回流组件9，水蒸气经过蒸汽管8流入第二换热器外壳4内。
防回流组件9包括旋转轴91、侧板92、抵板93、弹簧94和支撑架95，支撑架95固定在第二换热器外壳4的顶壁上，弹簧94的两端分别与抵板93和支撑架95连接，抵板93覆盖蒸汽管8的管口，水蒸气推动侧板92旋转。
旋转轴91插入蒸汽管8内，侧板92等间距的分布在旋转轴91的径向上，侧板92与蒸汽管8密封连接连接，旋转轴91与抵板93接触，水蒸汽带动侧板92旋转抵开抵板93，水蒸汽流入第二换热器外壳4内。
冷凝组件6包括冷气管61、排液管62、热量回收管63、换热管64和分离箱65，排液管62的两端分别与第二换热器外壳4和锅炉2连接，多个并排换热管64设置在第二换热器外壳4内。
分离箱65的内部被隔板631分隔为上下两个独立的空间，隔板631外壁上包覆隔温材料，避免刚流入的冷气与换热后的温度两者进行热量交换，冷气管61和热量回收管63对称设置在分离箱65的两侧，并且冷气管61和热量回收管63分别与上下空间连通，利用隔板631分开后，冷气管61的冷气先流入分离箱65的下空间内。
换热管64的两端也分别与上下空间连通，其中，冷气管61内的冷气流入换热管64内，与水蒸气发生换热，换热后的气体流回分离箱65的上空间，冷气温度提高经过热量回收管63排至干熄炉1内保温，水蒸气液化释放的热量被气体吸收后从排液管62排回锅炉2，继续保温控制其干熄炉1内的温度。
干熄炉1内保温的温度在80～130℃，并且干熄炉1连接的管道上均连接有阀门，温度在80～130℃避免结露。
一种分体式换热器的实施方法，包括以下步骤：
步骤一：锅炉2内的水流入第一换热器外壳3内，干熄炉1内的热气流入第一换热器外壳3内的分流支管53，用于加热成水蒸汽排至第二换热器外壳4内；
步骤二：换热后的分流支管53内气体流回干熄炉1内，保温干熄炉1内部温度在80～130℃；
步骤三：水蒸汽在第二换热器外壳4内，冷气管61内流入第二换热器外壳4内，冷气换热流入分离箱65内排回干熄炉1内保温；
步骤四：水蒸汽冷凝经过第二换热器外壳4内流回锅炉2内循环。
综上所述；本发明的分体式换热器及其实施方法，干熄炉1内的高温气体用于加热锅炉2排入第一换热器外壳3内的液体，变成水蒸气，水蒸气排入第二换热器外壳4内，第二换热器外壳4底部接入锅炉2内，冷凝组件6内的冷气与水蒸气接触，冷凝水流入锅炉2内补充，液化释放的热量与冷气换热后流入干熄炉1内保温。
分流支管53内的热气在第一换热器外壳3加热水，水在高温气体的换热作用下，变成水蒸汽上升，排气管56的两端分别与汇流管55和干熄炉1连接，换热后的气体继续流回干熄炉1内，由于气体换热后，温度下降一部分，继续用来保温，避免干熄炉1内温度下降太快，导致的结露造成露点腐蚀；水蒸气经过蒸汽管8流入第二换热器外壳4内，冷气温度提高经过热量回收管63排至干熄炉1内保温，水蒸气液化释放的热量被气体吸收后从排液管62排回锅炉2，继续保温控制其干熄炉1内的温度，继续保温。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种分体式换热器，其特征在于，包括干熄炉(1)、锅炉(2)、第一换热器外壳(3)和第二换热器外壳(4)，干熄炉(1)接入第一换热器外壳(3)内的换热组件(5)，第一换热器外壳(3)分别与锅炉(2)和第二换热器外壳(4)连接，换热组件(5)接回干熄炉(1)内，干熄炉(1)内的高温气体用于加热锅炉(2)排入第一换热器外壳(3)内的液体，水蒸气排入第二换热器外壳(4)内，高温气体换热后流回干熄炉(1)内保温；
所述第二换热器外壳(4)内的冷凝组件(6)与干熄炉(1)连接，第二换热器外壳(4)底部接入锅炉(2)内，冷凝组件(6)内的冷气与水蒸气接触，冷凝水流入锅炉(2)内补充，液化释放的热量与冷气换热后流入干熄炉(1)内保温。
2.如权利要求1所述的一种分体式换热器，其特征在于，换热组件(5)包括热源排管(51)、分流主管(52)、分流支管(53)、锅炉排水管(54)、汇流管(55)和排气管(56)，热源排管(51)的一端接在干熄炉(1)上，热源排管(51)的另一端穿入第一换热器外壳(3)内与分流主管(52)连接，分流主管(52)沿径向等间距的固定若干分流支管(53)，分流支管(53)的另一端口穿出第一换热器外壳(3)与汇流管(55)连接，排气管(56)的两端分别与汇流管(55)和干熄炉(1)连接；
所述锅炉排水管(54)的两端分别接在锅炉(2)和第一换热器外壳(3)上，锅炉排水管(54)和第一换热器外壳(3)连通的通孔上安装有旋转密封组件(7)。
3.如权利要求2所述的一种分体式换热器，其特征在于，旋转密封组件(7)包括密封板(71)和配重块(72)，配重块(72)固定在密封板(71)的底端，密封板(71)的顶端与第一换热器外壳(3)内壁通过铰链活动连接，并且在铰链的轴上套有复位弹簧；
所述密封板(71)覆盖锅炉排水管(54)和第一换热器外壳(3)连接处的通孔，锅炉排水管(54)在泵体作用下，水流抵住密封板(71)绕铰链旋转，复位弹簧产生回弹的扭矩，泵体未作用，则密封板(71)密封通孔。
4.如权利要求1所述的一种分体式换热器，其特征在于，第一换热器外壳(3)和第二换热器外壳(4)之间通过蒸汽管(8)连通，其中，蒸汽管(8)成U型，并且蒸汽管(8)延伸至第二换热器外壳(4)内的端口上安装有防回流组件(9)。
5.如权利要求4所述的一种分体式换热器，其特征在于，防回流组件(9)包括旋转轴(91)、侧板(92)、抵板(93)、弹簧(94)和支撑架(95)，支撑架(95)固定在第二换热器外壳(4)的顶壁上，弹簧(94)的两端分别与抵板(93)和支撑架(95)连接，抵板(93)覆盖蒸汽管(8)的管口；
所述旋转轴(91)插入蒸汽管(8)内，侧板(92)等间距的分布在旋转轴(91)的径向上，侧板(92)与蒸汽管(8)密封连接连接，旋转轴(91)与抵板(93)接触，水蒸汽带动侧板(92)旋转抵开抵板(93)，水蒸汽流入第二换热器外壳(4)内。
6.如权利要求1所述的一种分体式换热器，其特征在于，冷凝组件(6)包括冷气管(61)、排液管(62)、热量回收管(63)、换热管(64)和分离箱(65)，排液管(62)的两端分别与第二换热器外壳(4)和锅炉(2)连接，多个并排换热管(64)设置在第二换热器外壳(4)内；
所述分离箱(65)的内部被隔板(631)分隔为上下两个独立的空间，冷气管(61)和热量回收管(63)对称设置在分离箱(65)的两侧，并且冷气管(61)和热量回收管(63)分别与上下空间连通；
所述换热管(64)的两端也分别与上下空间连通，其中，冷气管(61)内的冷气流入换热管(64)内，与水蒸气发生换热，冷气温度提高经过热量回收管(63)排至干熄炉(1)内保温，水蒸气液化从排液管(62)排回锅炉(2)。
7.如权利要求1所述的一种分体式换热器，其特征在于，干熄炉(1)内保温的温度在80～130℃，并且干熄炉(1)连接的管道上均连接有阀门。
8.一种如权利要求7所述的分体式换热器的实施方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：锅炉(2)内的水流入第一换热器外壳(3)内，干熄炉(1)内的热气流入第一换热器外壳(3)内的分流支管(53)，用于加热成水蒸汽排至第二换热器外壳(4)内；
S2：换热后的分流支管(53)内气体流回干熄炉(1)内，保温干熄炉(1)内部温度在80～130℃；
S3：水蒸汽在第二换热器外壳(4)内，冷气管(61)内流入第二换热器外壳(4)内，冷气换热流入分离箱(65)内排回干熄炉(1)内保温；
S4：水蒸汽冷凝经过第二换热器外壳(4)内流回锅炉(2)内循环。
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