CN203857849U - 一种相变换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种相变换热装置。目前还没有一种既能避免发生低温腐蚀，又能大幅度回收烟气余热的相变换热装置及其换热方法。本实用新型中相变换热装置的特点是：包括放热段筒体、下降管缓冲罐、下降管、壁温测温仪、低温进水管、安全阀、放热段排气管和下降管接管，放热段排污管安装在放热段筒体的底部，放热管排安装在放热段筒体的放热腔中，低温进水管和高温出水管均安装在放热段封头上，下降管缓冲罐安装在放热段筒体的底部，壁温测温仪安装在下降管上，该壁温测温仪和低温水量调节阀均通过导线连接在终端控制器上。本实用新型中的相变换热装置的结构设计合理，安全可靠，传热效果强，拆卸维护方便，可布置于烟道的任何位置。

Description

一种相变换热装置

技术领域

本实用新型涉及一种换热装置，尤其是涉及一种相变换热装置，主要用于电厂锅炉、工业炉窑等领域中，能够回收利用余热和余能。

背景技术

电厂锅炉、工业炉窑排放的烟气中含有三氧化硫（SO₃），排烟温度过低会导致换热器受热面的壁面发生酸露腐蚀和堵灰，所以排放的烟气温度不宜太低，但是即使烟气以较高的温度排放，受热面也普遍存在不同程度的腐蚀和堵灰现象。

复合相变换热器与卧式相变换热器均可在保证最低壁面温度高于烟气酸露点的前提下大幅度降低排烟温度，但是复合相变换热器的液位在吸热管排中，决定其吸热管排只能竖直置于烟道中，即复合相变换热器只能布置于水平烟道上，应用范围受到限制。如公开日为2012年07月25日，公开号为CN102607010A的中国专利中，公开了一种复合相变换热系统，该复合相变换热系统用于锅炉尾部烟气余热回收，其包括依次连接的单相换热器和真空相变换热器，锅炉尾部烟气依次通过单相换热器和真空相变换热器，实现烟气余热的回收，但是，该复合相变换热器只能布置于水平烟道上。

卧式相变换热器液位位于放热段，导致部分放热管排浸于水中，使得换热效果不理想，且运行时当汽水混合物进入放热段与放热段中的水撞击，会使放热段产生强烈的震动，安全性能有待提高。如公开日为2010年12月08日，公开号为CN101907413A的中国专利中，公开了一种卧式相变换热器，该卧式相变换热器就存在上述问题。

综上所述，目前还没有一种结构设计合理，性能安全可靠，换热效果强，既能避免发生低温腐蚀，又能大幅度回收烟气余热，且能布置于烟道任何位置的相变换热装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，性能安全可靠，传热效果强，便于安装、拆卸和维护，可布置于烟道任何位置的相变换热装置。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该相变换热装置的结构特点在于：包括放热段筒体、放热段排污管、下降管缓冲罐、下降管、壁温测温仪、下降管集箱、吸热管排、终端控制器、上升管集箱、上升管、高温出水管、放热段封头、低温进水管、注水管、放热管排、安全阀、放热段排气管、液位计、低温水量调节阀、上升管接管和下降管接管，所述放热段筒体中为一个放热腔，该放热段筒体的一侧为开口，所述放热段排污管安装在放热段筒体的底部，所述安全阀和放热段排气管均安装在放热段筒体的顶部，该放热段排污管、安全阀和放热段排气管均与放热段筒体中的放热腔连通；所述放热管排安装在放热段筒体的放热腔中，该放热管排的进口和出口均位于放热段筒体的开口位置，所述放热段封头中设置有隔板，该放热段封头通过隔板分成相互独立的低温腔和高温腔，所述放热段封头固定在放热段筒体的开口上，所述放热管排的进口和放热段封头的低温腔连通，该放热管排的出口和放热段封头的高温腔连通；所述低温进水管和高温出水管均安装在放热段封头上，该低温进水管和高温出水管分别和放热段封头中的低温腔和高温腔连通，所述低温水量调节阀安装在低温进水管上，所述注水管的一端安装在放热段筒体上，该注水管的一端和放热段筒体的放热腔连通，所述注水管的另一端安装在低温进水管上；所述下降管缓冲罐安装在放热段筒体的底部，该下降管缓冲罐和放热段筒体的放热腔连通，所述液位计安装在下降管缓冲罐中，所述下降管接管的一端连接在下降管缓冲罐上，该下降管接管的另一端连接在下降管的一端，所述下降管的另一端连接在下降管集箱上，所述吸热管排的一端连接在下降管集箱上，该吸热管排的另一端连接在上升管集箱上，所述上升管的一端连接在上升管集箱上，该上升管的另一端连接在上升管接管的一端，所述上升管接管的另一端安装在放热段筒体的底部，该上升管接管的另一端和放热段筒体的放热腔连通；所述壁温测温仪安装在下降管上，该壁温测温仪和低温水量调节阀均通过导线连接在终端控制器上。由此使得本实用新型中的相变换热装置的结构设计合理，安全可靠，传热效果强，拆卸维护方便，可布置于烟道的任何位置。

作为优选，本实用新型所述放热段封头中的低温腔和高温腔分别位于放热段封头的上半部分和下半部分，所述低温进水管和高温出水管分别安装在放热段封头的顶部和底部。

作为优选，本实用新型所述放热段封头通过法兰安装在放热段筒体的开口上。

作为优选，本实用新型所述放热段排气管上设置有两个排气阀。

作为优选，本实用新型所述放热段排污管上设置有两个排污阀。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、将液位引出放热段筒体（运行时，放热段筒体里面没有水），使得放热段筒体中的所有放热管排均参与汽水换热，不再是部分汽水换热加部分水水换热，因此换热效果大大增强；2、将液位引出放热筒体（运行时，放热段筒体里面没有水），因此不会再有上升管上来的汽水混合物与放热段筒体里的水发生冲击，震动大大减弱；3、放热段采用法兰连接，大大方便了对其的维护和检修工作；4、具有布置灵活的特点，可水平亦可垂直布置；5、可完全替代省煤器、复合相变换热器及卧式相变换热器，适用面广。

附图说明

图1是本实用新型实施例中相变换热装置的主视结构示意图。

图2是本实用新型实施例中相变换热装置的左视结构示意图。

图中：1-放热段筒体、2-放热段排污管、3-下降管缓冲罐、4-下降管、5-壁温测温仪、6-下降管集箱、7-吸热管排、8-终端控制器、9-上升管集箱、10-上升管、11-高温出水口、12-高温出水管、13-放热段封头、14-低温进水管、15-低温进水口、16-注水管、17-放热管排、18-安全阀、19-放热段排气管、20-液位计、21-低温水量调节阀、22-上升管接管、23-下降管接管。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图2，本实施例中的相变换热装置包括放热段筒体1、放热段排污管2、下降管缓冲罐3、下降管4、壁温测温仪5、下降管集箱6、吸热管排7、终端控制器8、上升管集箱9、上升管10、高温出水管12、放热段封头13、低温进水管14、注水管16、放热管排17、安全阀18、放热段排气管19、液位计20、低温水量调节阀21、上升管接管22和下降管接管23。

本实施例中的放热段筒体1中为一个放热腔，该放热段筒体1的一侧为开口，如图1所示，放热段筒体1的左侧为开口。本实施例中的放热段排污管2安装在放热段筒体1的底部，安全阀18和放热段排气管19均安装在放热段筒体1的顶部，该放热段排污管2、安全阀18和放热段排气管19均与放热段筒体1中的放热腔连通。

本实施例中的放热管排17安装在放热段筒体1的放热腔中，该放热管排17的进口和出口均位于放热段筒体1的开口位置，放热段封头13中设置有隔板，该放热段封头13通过隔板分成相互独立的低温腔和高温腔，通常情况下，放热段封头13中的低温腔和高温腔分别位于放热段封头13的上半部分和下半部分。本实施例中的放热段封头13固定在放热段筒体1的开口上，通常情况下，放热段封头13通过法兰安装在放热段筒体1的开口上。放热管排17的进口和放热段封头13的低温腔连通，放热段封头13的低温腔不与放热段筒体1中的放热腔连通，放热管排17的出口和放热段封头13的高温腔连通，放热段封头13的高温腔不与放热段筒体1中的放热腔连通。

本实施例中的低温进水管14和高温出水管12均安装在放热段封头13上，该低温进水管14和高温出水管12分别和放热段封头13中的低温腔和高温腔连通，低温水量调节阀21安装在低温进水管14上，注水管16的一端安装在放热段筒体1上，该注水管16的一端和放热段筒体1的放热腔连通，注水管16的另一端安装在低温进水管14上，低温水量调节阀21位于注水管16的另一端和放热段封头13之间。通常情况下，低温进水管14和高温出水管12分别安装在放热段封头13的顶部和底部。本实施例在低温进水管14上可以设有低温进水口15，可与外界进水管道相连接；在高温出水管12上可以设有高温出水口11，可与外界管道相连接，低温进水经加热后通过高温出水口11排出。

本实施例中的下降管缓冲罐3安装在放热段筒体1的底部，该下降管缓冲罐3和放热段筒体1的放热腔连通，液位计20安装在下降管缓冲罐3中，使得液位不在放热段筒体1内，运行时放热段筒体1里面没有水。本实施例中的下降管接管23的一端连接在下降管缓冲罐3上，该下降管接管23的另一端连接在下降管4的一端，下降管4的另一端连接在下降管集箱6上，吸热管排7的一端连接在下降管集箱6上，该吸热管排7的另一端连接在上升管集箱9上，上升管10的一端连接在上升管集箱9上，该上升管10的另一端连接在上升管接管22的一端，上升管接管22的另一端安装在放热段筒体1的底部，该上升管接管22的另一端和放热段筒体1的放热腔连通。

本实施例中的壁温测温仪5安装在下降管4上，该壁温测温仪5和低温水量调节阀21均通过导线连接在终端控制器8上。

本实施例中的放热段排气管19上可以设置有两个排气阀，放热段排污管2上可以设置有两个排污阀。

本实施例中相变换热装置的换热方法的步骤如下：通过注水管16向放热段筒体1的放热腔里注水，这些注入的水进入下降管缓冲罐3、下降管接管23、下降管4、下降管集箱6和吸热管排7中，这些注入的水的液位由下降管缓冲罐3中的液位计20控制，使得下降管缓冲罐3中存有适量的水，如果运行时液位较低需通过注水管16补水，同时开启排气管19上的排气阀将放热段筒体1中放热腔内的不凝气体排出，如果运行过程中产生了不凝气体，需通过开启排气管19上的排气阀排出，注入的水的液位低于放热段筒体1中放热腔的底部位置。

运行时，低温水通过低温进水管14进入放热段封头13的低温腔，再从低温腔进入放热管排17内，而高温烟气和吸热管排7接触，吸热管排7吸收高温烟气的热量，将吸热管排7内的水加热成汽水混合物，该汽水混合物在上升管集箱9中汇集，然后经上升管10和上升管接管22进入放热段筒体1的放热腔中，该汽水混合物经放热管排17与低温水换热，将放热管排17内的低温水加热成高温水，经过加热后的高温水经过放热段封头13的高温腔后，从高温出水管12排出，放热段筒体1的放热腔中的汽水混合物换热后的蒸汽凝结成水依次经过下降管缓冲罐3、下降管接管23、下降管4和下降管集箱6回流到吸热段管排7中，再次吸收高温烟气的热量，从而实现了一个循环水受热汽化上升到凝结下降的再受热汽化上升闭式循环。

本实施例当终端控制器8检测到下降管4的壁温低于烟气酸露点时，通过控制低温进水管14上的低温水量调节阀21开度来调节通过放热段封头13的低温腔中的低温水流量，从而控制了放热段筒体1中放热腔的换热量，从而控制了进入下降管4内的水温，保证下降管4的壁温始终高于烟气的酸露点，避免低温腐蚀。当运行过程中出现管排泄露而导致压力升高时，通过安装在放热段筒体1上的安全阀18进行泄压。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种相变换热装置，其特征在于：包括放热段筒体、放热段排污管、下降管缓冲罐、下降管、壁温测温仪、下降管集箱、吸热管排、终端控制器、上升管集箱、上升管、高温出水管、放热段封头、低温进水管、注水管、放热管排、安全阀、放热段排气管、液位计、低温水量调节阀、上升管接管和下降管接管，所述放热段筒体中为一个放热腔，该放热段筒体的一侧为开口，所述放热段排污管安装在放热段筒体的底部，所述安全阀和放热段排气管均安装在放热段筒体的顶部，该放热段排污管、安全阀和放热段排气管均与放热段筒体中的放热腔连通；所述放热管排安装在放热段筒体的放热腔中，该放热管排的进口和出口均位于放热段筒体的开口位置，所述放热段封头中设置有隔板，该放热段封头通过隔板分成相互独立的低温腔和高温腔，所述放热段封头固定在放热段筒体的开口上，所述放热管排的进口和放热段封头的低温腔连通，该放热管排的出口和放热段封头的高温腔连通；所述低温进水管和高温出水管均安装在放热段封头上，该低温进水管和高温出水管分别和放热段封头中的低温腔和高温腔连通，所述低温水量调节阀安装在低温进水管上，所述注水管的一端安装在放热段筒体上，该注水管的一端和放热段筒体的放热腔连通，所述注水管的另一端安装在低温进水管上；所述下降管缓冲罐安装在放热段筒体的底部，该下降管缓冲罐和放热段筒体的放热腔连通，所述液位计安装在下降管缓冲罐中，所述下降管接管的一端连接在下降管缓冲罐上，该下降管接管的另一端连接在下降管的一端，所述下降管的另一端连接在下降管集箱上，所述吸热管排的一端连接在下降管集箱上，该吸热管排的另一端连接在上升管集箱上，所述上升管的一端连接在上升管集箱上，该上升管的另一端连接在上升管接管的一端，所述上升管接管的另一端安装在放热段筒体的底部，该上升管接管的另一端和放热段筒体的放热腔连通；所述壁温测温仪安装在下降管上，该壁温测温仪和低温水量调节阀均通过导线连接在终端控制器上。

2.根据权利要求1所述的相变换热装置，其特征在于：所述放热段封头中的低温腔和高温腔分别位于放热段封头的上半部分和下半部分，所述低温进水管和高温出水管分别安装在放热段封头的顶部和底部。

3.根据权利要求1所述的相变换热装置，其特征在于：所述放热段封头通过法兰安装在放热段筒体的开口上。

4.根据权利要求1或2或3所述的相变换热装置，其特征在于：所述放热段排气管上设置有两个排气阀。

5.根据权利要求1或2或3所述的相变换热装置，其特征在于：所述放热段排污管上设置有两个排污阀。