CN201246986Y

CN201246986Y - 复合式真空热管换热器

Info

Publication number: CN201246986Y
Application number: CNU2008200261961U
Authority: CN
Inventors: 阚云贞; 刁乃功
Original assignee: Ji'nan Huarun Energy Saving Environmental Protection Equipment Factory
Current assignee: Ji'nan Huarun Energy Saving Environmental Protection Equipment Factory
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2008-07-28
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2018-07-28

Abstract

一种复合式真空热管换热器，用于锅炉烟气余热回收，包括烟道、气换热室、水换热室及多根竖直设置的真空热管；烟道上设有除尘装置；其特征是：所述的气换热室设置在烟道上方；水换热室设置在气换热室上方；所述的各真空热管底部的加热段置于烟道内，真空热管中部的冷凝段位于气换热室内，真空热管顶部的冷凝段位于水换热室内。它的结构紧凑、占地面积小，节省原材料，成本低，而且余热利用率高，热管的排数减少从而烟气排出阻力下降实现省电；烟道轴向温度场变化较小，利于热管的经济性选择利于除尘；余热回收利用率高且使用安全。

Description

复合式真空热管换热器

技术领域

本实用新型涉及一种换热装置，尤其是用于锅炉余热回收的换热装置。

背景技术

工业锅炉在使用过程中，为防止锅炉烟尘对周围环境造成的污染，多增设除尘设备。尽管这样，仍然会有烟尘被排放到大气中，这些被排放的烟气会带走大量的余热，这不仅造成大量的能源浪费，也会对周围环境造成一定程度的污染。

目前有换热装置可以有效的回收锅炉烟气中的余热，用于将空气、水，加热生成热空气、热水(或蒸汽)，供用户进一步利用。

通常工业锅炉的余热回收，烟道上有两级或两级以上的多级换热，供不同的需求，往往采用是将两级或多级换热设备串联使用。其不足之处：a)占地面积相对要大。b)耗材量要多。c)烟道轴向温度场变化较大，在烟道气温度较低的情况下，容易出现靠近烟道末端的热管内工质温度远低于工质工作温度的现象，换热器后端的数排热管处于“休眠状态”。d)换热器由于热管排数的增多，无疑造成系统的阻力降将增大而提高耗电量；e)由于热管排数的增多，则易造成更多积灰，而不利于除尘。

实用新型内容

为了克服上述现有技术存在的缺点，本实用新型的目的是提供一种复合式真空热管换热器，它结构紧凑，占地面积小，节省原材料，余热回收率高，节能且提高热管工作过程中的安全性。

为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：该复合式真空热管换热器，包括烟道、气换热室、水换热室及多根竖直设置的真空热管；烟道上设有除尘装置；所述的气换热室设置在烟道上方；水换热室设置在气换热室上方；所述的各真空热管底部的加热段置于烟道内，真空热管中部的冷凝段位于气换热室内，真空热管顶部的冷凝段位于水换热室内。

作为本实用新型的进一步的技术方案：在该复合式真空热管换热器中，所述的位于烟道内的真空热管的加热段、位于气换热室内的真空热管中部的冷凝段上设有增加换热面积的翅片。

更进一步的技术方案：该复合式真空热管换热器中，所述的水换热室内固设有多个水流控速板，水流控速板与水流方向垂直，各水流控速板与水换热室内壁之间或水流控速板上设有通水口，且每两个相邻的水流控速板对应的通水口位置交错设置。

在该复合式真空热管换热器中，各真空热管的轴向与气换热室的进气口、出气口之间形成的送气方向垂直；真空热管的轴向与水换热室的进水口、出水口之间形成的水流方向垂直。

本实用新型的有益效果是：它的结构紧凑、占地面积小，节省原材料，成本低，而且余热利用率高，热管的排数减少从而烟气排出阻力下降实现省电；烟道轴向温度场变化较小，利于热管的经济性选择利于除尘；余热回收利用率高且使用安全。

附图说明

图1为本实用新型的主视图，

图2为图1的A—A剖面图，

图3为图1中水换热腔的俯视图，

图中：1 烟道，11 烟气入口，12 烟气出口，13 安装板，2 气换热室，21进气口，22 出气口，23 隔板，3 水换热室，31 进水口，32 出水口，33 水流控速板，34 通水口，35 隔板，4 真空热管，41 翅片，5 除尘器。

具体实施方式

如图1、2所示，该复合式真空热管换热器包括烟道1、气换热室2、水换热室3及多根竖直设置的真空热管4。烟道1设有烟气入口11、烟气出口12；气换热室2设有进气口21、出气口22；水换热室3设有进水口31、出水口32。

气换热室2设置在烟道1上方，水换热室3设置在气换热室2上方。各真空热管4底部的加热段位于烟道1内，且插置在烟道底部的安装板13上。真空热管4穿过烟道1与气换热室2之间的隔板25，使真空热管中部的冷凝段位于气换热室2内。真空热管4顶端穿过气换热室2与水换热室3之间的隔板35，使真空热管顶部的冷凝段位于水换热室3内。各真空热管4的轴向与气换热室的进气口21、出气口22之间形成的送气方向垂直；也与水换热室的进水口31、出水口32之间形成的水流方向垂直。位于烟道1内的真空热管的加热段、位于气换热室2内的真空热管中部的冷凝段上设有增加换热面积的翅片41。

按照烟道1轴向温度场的变化，沿烟道轴向布置不同类型的真空热管，各类型真空热管根据要求选择能够正常工作的不同低温工作介质及相应的管材，有效保证真空热管的使用效果及最大量的进行余热回收。

当锅炉的高温烟气从烟气入口11进入烟道1后，真空热管的翅片41吸热，由于真空热管4内保持约1.3×10^-1至1.3×10^-4Pa的负压，所以真空热管4内的液体工质将迅速吸热汽化为蒸汽，由加热段扩散到冷凝段。由真空热管的管壁先在气换热室2内释放热能，与通过气换热室2的空气进行热交换后，将空气加热生成热空气从气换热室的出气口22输出。蒸腾至水换热室3内的真空管顶部冷凝段的工质，与经过水换热室3内的流水发生热交换，加热后的水从水换热室出水口32输出。换热后的工质凝结成液体，在液体工质自身重力的作用下流回到真空热管4的底部，完成一个换热循环。如此反复，即可不断的加热空气、水，供用户使用。

真空热管4在工作过程中，液体工质受热汽化造成真空热管内压力增加，尤其在烟道1内烟气的温度比较高的情况。一定要严格控制真空热管4内的工作压力不超过热管管壁所能承受的压力。如果突破热管管壁所承受的压力，则热管容易爆裂。水换热室设置在气换热室的上方，水换热室内的水与真空热管换热制取热水的同时，真空热管内的压力也因为工质凝结而大大降低，使真空热管在工作过程中使用更安全。

例如：一般位于空气换热室内的真空热管内的压力，控制要低于4MPa，此时真空热管的工作温度约<250℃。如果真空热管内的工作压力>4MPa，此时将水换热室内的水将大大的降低真空热管内的工作压力，同时流过水换热室的水也得到一定热量，将冷水转换成热水。

热管管壁的承压能力根据热管材质及壁厚不同而定。

另外，水换热室设置在气换热室上方，使得整个换热器结构更紧凑，而且减少了热管的数量，节省原材料、降低成本。还有热管减少，能减少烟道内积尘，还降低了烟气排出的阻力，省电。

如图2、3所示，水换热室3内固设有多个水流控速板33，水流控速板33与水流方向垂直，各水流控速板33与水换热室3内壁之间设有通水口34，且每两个相邻的水流控速板对应的通水口位置交错设置。通水口也可直接设置在水流控速板33上。

这样，当水换热室3注入水时，水的流通路径为S形，减缓了流动速度，延长水在水换热室内的时间，从而延长了水与真空热管4的换热时间，保证水能充分吸收真空热管的热能，提高热能利用率。

为了方便清除烟道1中的灰尘、污垢，在烟道1上安装了除尘器5。除尘器为公知技术。

Claims

1、复合式真空热管换热器，包括烟道、气换热室、水换热室及多根竖直设置的真空热管；烟道上设有除尘装置；其特征是：所述的气换热室设置在烟道上方；水换热室设置在气换热室上方；所述的各真空热管底部的加热段置于烟道内，真空热管中部的冷凝段位于气换热室内，真空热管顶部的冷凝段位于水换热室内。

2、根据权利要求1所述的复合式真空热管换热器，其特征是：所述的位于烟道内的真空热管的加热段、位于气换热室内的真空热管中部的冷凝段上设有增加换热面积的翅片。

3、根据权利要求1或2所述的复合式真空热管换热器，其特征是：所述的水换热室内固设有多个水流控速板，水流控速板与水流方向垂直，各水流控速板与水换热室内壁之间或水流控速板上设有通水口，且每两个相邻的水流控速板对应的通水口位置交错设置。

4、根据权利要求3所述的复合式真空热管换热器，其特征是：各真空热管的轴向与气换热室的进气口、出气口之间形成的送气方向垂直；真空热管的轴向与水换热室的进水口、出水口之间形成的水流方向垂直。