CN115790229B - 一种适用于流化床蓄热的结构的蓄热方法 - Google Patents

一种适用于流化床蓄热的结构的蓄热方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于流化床蓄热的结构及方法，包括流化段和扩大段；所述流化段与扩大段连通，所述流化段与扩大段外均设置有电磁线圈，所述扩大段内设置有心轴；所述心轴包括空心轴，所述空心轴的两个开口端都固定有向外凸起的导流锥，所述空心轴的外壁上固定有若干翅片；所述翅片具体采用四个，四个所述翅片在空心轴的外壁呈“十”字型排列；所述心轴采用耐高温材料制作而成的。本发明具有结构简单、易于制造和成本不高的优点。

Description

一种适用于流化床蓄热的结构的蓄热方法
技术领域
本发明涉及热量存储及能源利用技术领域，尤其涉及一种适用于流化床蓄热的结构及方法。
背景技术
流态化床，简称流化床，是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。包括散式流化床、聚式流化床（鼓泡床、湍流床、快速床）。
在放射性有机废物蒸汽重整装置中废油流化床是处理放射性废油的核心装置，在流化床中废油需要在一个稳定的高温条件下长期运行，同时设备是在一定的负压条件下工作，热量损失大，再加上流化床的流态化的作用下，流体受热不均匀，为维持流化床在高温条件下稳定运行需要不断地对设备补充热量，能耗大。
在专利 CN202011200195.6中，公开了一种电加热流化床蓄热器，所述蓄热器外设置缠绕电磁加热线圈，蓄热器内设置固体蓄热颗粒，所述流化床蓄热器的外侧装有电磁加热线圈，所述流化床蓄热器下设置进风室，所述流化床蓄热器上部设置出风管，从下至上沿着流化床蓄热器高度方向电磁加热线圈密度越来越大。本发明设计的线圈密度沿着高度方向分布密度的变化，使得蓄热器内换热形成一个类似逆流换热过程，换热更有效更充分，增强了整体换热效果。该专利虽然也能达到蓄热的效果，其是通过蓄热器和外置的加热装置等实现的，其成本较高，且不易维护。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于流化床蓄热的结构及方法，从而解决上述缺陷。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种适用于流化床蓄热的结构，包括流化段和扩大段；
所述流化段与扩大段连通，所述流化段与扩大段外均设置有电磁线圈，所述扩大段内设置有心轴。
进一步的，所述心轴包括空心轴，所述空心轴的两个开口端都固定有向外凸起的导流锥，所述空心轴的外壁上固定有若干翅片。
进一步的，所述翅片具体采用四个，四个所述翅片在空心轴的外壁呈“十”字型排列。
更进一步的，所述心轴采用耐高温材料制作而成的。
更进一步的，所述心轴通过限位固定组件进行安装，所述限位固定组件包括至少两个环向阵列固定于扩大段内壁的导向限位块、以及两个环向阵列固定于扩大段内壁的导向支撑块，所述翅片的底端卡设于导向支撑块内，所述导向限位块侧内侧端开设于与翅片厚度相适应的导向槽。
一种适用于流化床蓄热的结构的蓄热方法，包括：
步骤一、在扩大段内放置一根耐高温的心轴；
步骤二、在流化床外部电磁线圈的作用下翅片产生涡流从而自身发热，在流化床整个腔室中以及翅片上均匀产生热量，心轴也同时在热辐射条件下吸收储蓄热量，在吸热达到平衡时，心轴在辐射热的条件下长期维持高温，在该条件下心轴储蓄了翅片与流化床壁面的多余热量，同时心轴也成了发热体；
步骤三、通过四个对称设置的翅片，均匀地吸收热量的同时使整个流化床的腔室温度更均匀，当流化气体从底部往上流动时在导流锥的作用下均匀流向四周。
本发明的有益效果：
本发明提出的一种适用于流化床蓄热的结构及方法通过在流化床外部电磁线圈的作用下翅片产生涡流从而自身发热，在流化床整个腔室中以及翅片上均匀产生热量，心轴也同时在热辐射条件下吸收储蓄热量，在吸热达到平衡时，心轴在辐射热的条件下长期维持高温，在该条件下心轴储蓄了翅片与流化床壁面的多余热量，同时心轴也成了发热体；再通过四个对称设置的翅片，均匀地吸收热量的同时使整个流化床的腔室温度更均匀，当流化气体从底部往上流动时在导流锥的作用下均匀流向四周，在该条件下减少了多余的热量随气体流出，从而电磁能耗将减少，最终实现储热的目的；本发明结构简单，易于制造，且成本不高；通过测算，采用该装置的电磁能耗降低约27%，其废油裂解更加均匀充分。
附图说明
图1是本发明的纵向剖视图；
图2是扩大段的横向剖视图。
实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
本实施例中，如图1至图2所示，一种适用于流化床蓄热的结构，包括流化段1和扩大段2；所述流化段1与扩大段2连通，所述流化段1与扩大段2外均设置有电磁线圈3，所述扩大段2内设置有心轴4。
本实施例中，所述扩大段2的直径大于流化段1的直径，所述扩大段2整体呈空心圆柱结构，其上下两端连接有向外凸起的圆台结构，所述流化段1与扩大段2通过圆台结构连通。
本实施例进一步设置为：所述心轴4包括空心轴41，所述空心轴41的两个开口端都固定有向外凸起的导流锥42，所述空心轴41的外壁上固定有若干翅片43。
本实施例中，所述导流锥42的外侧端为封闭端。
本实施例进一步设置为：所述翅片43具体采用四个，四个所述翅片43在空心轴41的外壁呈“十”字型排列。
本实施例中，所述翅片43呈长条板状结构，所述翅片43的长度小于空心轴41的长度；其相邻的两个翅片43之间的夹角为九十度。
本实施例进一步设置为：所述心轴4采用耐高温材料制作而成的。
本实施例进一步设置为：所述心轴4通过限位固定组件进行安装，所述限位固定组件包括至少两个环向阵列固定于扩大段2内壁的导向限位块5、以及两个环向阵列固定于扩大段2内壁的导向支撑块6，所述翅片43的底端卡设于导向支撑块6内，所述导向限位块5侧内侧端开设于与翅片43厚度相适应的导向槽。
本实施例中，所述导向限位块5和导向支撑块6的数量分别设置为4个，以便与翅片43配合使用；所述导向支撑块6上设置有限位槽，所述翅片43的下侧端卡设于限位槽内，所述导向槽的长度大于限位槽的长度。
一种适用于流化床蓄热的结构的蓄热方法，包括：
步骤一、在扩大段2内放置一根耐高温的心轴4；
步骤二、在流化床外部电磁线圈3的作用下翅片43产生涡流从而自身发热，在流化床整个腔室中以及翅片43上均匀产生热量，心轴4也同时在热辐射条件下吸收储蓄热量，在吸热达到平衡时，心轴4在辐射热的条件下长期维持高温，在该条件下心轴4储蓄了翅片43与流化床壁面的多余热量，同时心轴4也成了发热体；
步骤三、通过四个对称设置的翅片43，均匀地吸收热量的同时使整个流化床的腔室温度更均匀，当流化气体从底部往上流动时在导流锥42的作用下均匀流向四周。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (6)

1.一种适用于流化床蓄热的结构的蓄热方法，其特征在于，包括：
步骤一、在扩大段(2)内放置一根耐高温的心轴(4)；
步骤二、在流化床外部电磁线圈(3)的作用下翅片(43)产生涡流从而自身发热，在流化床整个腔室中以及翅片(43)上均匀产生热量，心轴(4)也同时在热辐射条件下吸收储蓄热量，在吸热达到平衡时，心轴(4)在辐射热的条件下长期维持高温，在该条件下心轴(4)储蓄了翅片(43)与流化床壁面的多余热量，同时心轴(4)也成了发热体；
步骤三、通过四个对称设置的翅片(43)，均匀地吸收热量的同时使整个流化床的腔室温度更均匀，当流化气体从底部往上流动时在导流锥(42)的作用下均匀流向四周。
2.根据权利要求1所述的一种适用于流化床蓄热的结构的蓄热方法，其流化床蓄热的结构包括流化段(1)和扩大段(2)，其特征在于：
所述流化段(1)与扩大段(2)连通，所述流化段(1)与扩大段(2)外均设置有电磁线圈(3)，所述扩大段(2)内设置有心轴(4)。
3.根据权利要求1所述的一种适用于流化床蓄热的结构的蓄热方法，其特征在于：所述心轴(4)包括空心轴(41)，所述空心轴(41)的两个开口端都固定有向外凸起的导流锥(42)，所述空心轴(41)的外壁上固定有若干翅片(43)。
4.根据权利要求3所述的一种适用于流化床蓄热的结构的蓄热方法，其特征在于：所述翅片(43)具体采用四个，四个所述翅片(43)在空心轴(41)的外壁呈“十”字型排列。
5.根据权利要求1所述的一种适用于流化床蓄热的结构的蓄热方法，其特征在于：所述心轴(4)采用耐高温材料制作而成的。
6.根据权利要求2所述的一种适用于流化床蓄热的结构的蓄热方法，其特征在于：所述心轴(4)通过限位固定组件进行安装，所述限位固定组件包括至少两个环向阵列固定于扩大段(2)内壁的导向限位块(5)、以及两个环向阵列固定于扩大段(2)内壁的导向支撑块(6)，所述翅片(43)的底端卡设于导向支撑块(6)内，所述导向限位块(5)侧内侧端开设于与翅片(43)厚度相适应的导向槽。
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