CN1206473C - 混合式复合相变换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种应用于锅炉、工业窑炉及化工热设备的混合式复合相变换热器,特别涉及对空气预热器和省煤器结构的改进。本发明带有高温热水器;高温热水器由上联箱、下联箱和翅片管连通组成;高温热水器位于相变换热器的烟气入口的一侧,内隔板将上联箱分隔成进水口和出水口两部分;出水口连通热水输出管道,进水口连通盘管。由于本发明的结构可使热水温度轻而易举地达到105~110℃,这就解决了目前已有技术所存在的问题,并且设备不灰堵不腐蚀,工作可靠,使用寿命在四年以上,节能效果显著,设备投资一般可在半年内收回。

Description

混合式复合相变换热器
技术领域
本发明是一种应用于锅炉、工业窑炉及化工热设备的混合式复合相变换热器,特别涉及对空气预热器和省煤器结构的改进。
背景技术
ZL 992263808号专利公开了一种整体热管式复合相变换热器,其结构是,由上、下联箱,翅片管,连接管和汽包组成一个内腔连通的相变换热器;内腔中充以适量的相变媒质;翅片管中部的隔板将上下分成空气道和烟气道两部分,形成空气预热器的低温段;汽包内装有盘管,盘管中有冷水流过形成一个水加热器。在末排翅片管上装有表面温度计,根据测得的壁温自动控制盘管进水阀门的开度。整体热管式复合相变换热器能够在大幅度降低排烟温度的同时,使受热面壁温保持在略高于烟气露点的温度;而且根据壁温设定值可调可控。但这种结构的复合相变换热器,从盘管输出的热水温度一般不超过70℃,并要求较大的调节水流量。当提供的调节水流量有限而且需要获得较高的热水温度时,这种设备就无能为力,表现出明显的不足,要提高温度是很困难的;。值得指出的是,目前的技术难题是,将水温提高超过70℃是很难做到的,如果能将热水温度提高到100℃左右,这在低温热能利用的技术方向上又跨越了一个台阶。
发明内容
本发明的目的是,克服上述已有技术存在的缺点,提供一种将水温提高超过70℃的混合式复合相变换热器。
本发明的的结构为,混合式复合相变换热器,包括有相变段上联箱7、相变段下联箱15、翅片管17、连接管3和汽包4组成的内腔连通的相变换热器14;外隔板11将翅片管隔成两段,上部为空气道2及空气出口26、空气入口10,下部为烟气道20及烟气入口19、烟气出口13;翅片管内腔的下部存有液态媒质,上部为气态媒质;盘管6装在汽包4内;针阀5安装在汽包的顶端,其特征在于还带有高温热水器18;高温热水器由高温热水器上联箱21、高温热水器下联箱16和翅片管17连通组成;高温热水器位于相变换热器14的烟气入口19的一侧,内隔板23将高温热水器上联箱21分隔成进水口24和出水口22两部分;出水口22连通热水输出管道25,进水口24连通盘管6。
本发明的工作原理是,在相变换热器14的内腔中充以适量的相变媒质,翅片管17在烟气道20中的部分吸收烟气热量,使管内媒质产生蒸汽并上升,使上部的翅片管加热空气道2中流过的空气,成为锅炉空气预热器的低温段。加热空气后多余的蒸汽再上升至汽包4,加热盘管6中流过的冷水,作为本发明的低温热水器。被加热至某一中间温度的热水再经进水口24进入高温热水器18的翅片管17继续受到烟气加热后经出水口22排出。热水输出管道25中的弹簧阀1的限压范围在0.1MPa左右,以保证热水温度达到105℃时不会汽化。整个设备结构以及热水在各段中的温度都由优化设计确定,使设备重量及烟气流阻的综合目标函数达最小。
由于本发明的结构可使热水温度轻而易举地达到105~110℃,这就解决了目前已有技术所存在的问题,并且设备不灰堵不腐蚀,工作可靠,使用寿命在四年以上,节能效果显著,设备投资一般可在半年内收回。
附图说明
1弹簧阀、2空气道、3连接管、4汽包、5针阀、6盘管、7相变段上联箱、8调节阀、9壁温自动控制器、10空气入口、11外隔板、12表面温度计、13烟气出口、14相变换热器、15相变段下联箱、16高温热水器下联箱、17翅片管、18高温热水器、19烟气入口、20烟气道、21高温热水器上联箱、22出水口、23内隔板、24进水口、25热水输出管道、26空气出口。
附图是本发明结构示意图。
具体实施方式
混合式复合相变换热器,包括有相变段上联箱7、相变段下联箱15、翅片管17、连接管3和汽包4组成的内腔连通的相变换热器14;外隔板11将翅片管隔成两段,上部为空气道2及空气出口26、空气入口10,下部为烟气道20及烟气入口19、烟气出口13;翅片管内腔的下部存有液态媒质,上部为气态媒质;盘管6装在汽包4内;针阀5安装在汽包的顶端,其特征在于还带有高温热水器18;高温热水器由高温热水器上联箱21、高温热水器下联箱16和翅片管17连通组成;高温热水器位于相变换热器14的烟气入口19的一侧,内隔板23将高温热水器上联箱21分隔成进水口24和出水口22两部分;出水口22通过弹簧阀1连通热水输出管道25,进水口24连通盘管6。盘管连通调节阀8;壁温自动控制器9通过线路与表面温度计12及调节阀8连接;表面温度计安装在烟气出口13处的末排翅片管上。装在末排翅片管上的表面温度计12将测得的壁温信号通过壁温自动控制器9来调整冷水管道上调节阀8的开度,从而保证相变换热器14和高温热水器18的受热面最低壁温都高于烟气露点温度,达到本发明所具有的防止低温腐蚀的性能指标。汽包4顶部的针阀5用作排除不凝气体和补充相变媒质,防止了相变换热器的老化。

Claims (4)

1.一种混合式复合相变换热器,包括有相变段上联箱(7)、相变段下联箱(15)、翅片管(17)、连接管(3)和汽包(4)组成的内腔连通的相变换热器(14);外隔板(11)将翅片管隔成两段,上部为空气道(2)及空气出口(26)、空气入口(10),下部为烟气道(20)及烟气入口(19)、烟气出口(13);翅片管内腔的下部存有液态媒质,上部为气态媒质;盘管(6)装在汽包(4)内;针阀(5)安装在汽包的顶端;其特征在于还带有高温热水器(18);高温热水器由高温热水器上联箱(21)、高温热水器下联箱(16)和翅片管(17)连通组成;高温热水器位于相变换热器(14)的烟气入口(19)的一侧,内隔板(23)将高温热水器上联箱(21)分隔成进水口(24)和出水口(22)两部分;出水口(22)连通热水输出管道(25),进水口(24)连通盘管(6)。
2.按照权利要求1所述的混合式复合相变换热器,其特征在于出水口(22)通过弹簧阀(1)连通热水输出管道(25)。
3.按照权利要求1或2所述的混合式复合相变换热器,其特征在于盘管连通调节阀(8);壁温自动控制器(9)通过线路与表面温度计(12)及调节阀(8)连接;表面温度计安装在烟气道内的翅片管上。
4.按照权利要求3所述的混合式复合相变换热器,其特征在于表面温度计安装在烟气出口(13)处的末排翅片管上。
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