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
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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