CN204421497U - 气相干燥设备及其内置式热能回收装置 - Google Patents

Abstract

一种气相干燥设备及其内置式热能回收装置，其包括；导流罩，设于一个气相干燥设备的真空罐内，该导流罩与该真空罐的内壁之间界定出至少一个热交换区，该热交换区与该真空罐的其余部分连通，该热交换区的上端还连通该真空罐的抽空口；雾化喷头，该雾化喷头设于该热交换区，该雾化喷头一端连接有伸出至真空罐外部的管道，该管道供输入液态的干燥介质，该雾化喷头用以将该液态的干燥介质雾化喷洒至该热交换区内；挡流板，位于该热交换区与的上部且对应该真空罐的抽空口，用于阻挡上升的雾状干燥介质，使雾状干燥介质凝结成液态的干燥介质；汇集装置，用于汇集由该热交换区域中得到的液态干燥介质。所述结构可提供热交换效率，提高热能利用率。

Description

气相干燥设备及其内置式热能回收装置

技术领域

本实用新型涉及一种热能回收装置，特别是适用于气相干燥设备的热能回收利用装置。

背景技术

电力变压器产品为达到较高等级的绝缘，一般都需经过气相干燥设备进行干燥。气相干燥的设备耗能巨大，常规的400kW气相干燥设备，其最大加热功率一般都达到几百千瓦以上。为降低其能耗和充分利用热能，常规会采取在真空罐外的主抽空管道上设置管壳式热交换器，利用系统里的高温余热，来提高将要往系统里加注的常温煤油的温度(对常温煤油预加热)。例如，图1所示，为保持真空罐101内的真空度及适当压力，真空罐顶部具有一个抽空口102，会将部分的高温煤油蒸汽由该抽空口102抽出，为了降低能耗，现有的一般做法是在抽空口102处连接一个管壳式热交换器103，将准备输送至蒸发器104的煤油预先通过管壳式热交换器103进行预加热，然后再通入蒸发器104以产生高温煤油蒸汽，高温煤油蒸汽进入真空罐101内，为真空罐101内的电力变压器进行干燥处理。管壳式热交换器103下方还连接有一冷凝器105，以将从抽空口102抽出的高温煤油进行冷凝，收集液态煤油。

但是，这类具有外置式热能回收装置的气相干燥设备，仍有以下不足：

(1)热回收效率低，抽出的高温煤油蒸汽与常温煤油通过管壳式热交换器间接热交换，且该管壳式热交换装置位于真空罐外部，其自身也会散热，因此整体的热交换效率较低；

(2)该管壳式热交换装置位于真空罐外部，具有供高温煤油蒸汽通过的外壳和供常温煤油通过的内管，因此干燥设备系统漏点多，检修不便，设备维护成本高；

(3)热能利用效率低，设备能耗大：温度越高的煤油蒸汽越容易上浮，越容易被抽空口抽出，因此真空罐内的高温煤油蒸汽会被以较大的速度和流量抽出真空罐外，同时还需要泵入相应量的常温煤油至蒸发器内以补充被抽出的高温煤油蒸汽，因此干燥设备能耗大，且热能利用效率不高。

发明内容

本实用新型的目是提供一种气相干燥设备的新型热能回收装置，使得具有该热能回收装置的气相干燥设备，能够具有更高的热能回收效率、较低的设备检修维护成本和更高的热能利用效率，节省能耗。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种气相干燥设备的内置式热能回收装置，其包括至少一个导流罩，设于一个气相干燥设备的真空罐内，该导流罩与该真空罐的内壁之间界定出至少一个热交换区，该热交换区具有下方的入口及上方的出口，该热交换区入口与该真空罐的内部连通，该热交换区的出口连通该真空罐的抽空口；至少一个雾化喷头，该雾化喷头设于该热交换区，该雾化喷头一端连接有管道，该管道供输入常温液态的干燥介质，该雾化喷头用以将该液态的干燥介质雾化喷洒至该热交换区内；汇集装置，以汇集由该热交换区域中得到的液态干燥介质。

借助上述结构，通过液态的干燥介质输送泵，把液态的干燥介质送至罐内的热交换区域，常温液态的干燥介质通过雾化喷头，形成常温雾状介质，与大量该真空罐内已有的高温气相干燥介质直接混合进行热交换，使通入的常温液态干燥介质的温度被大幅提升，变成大液滴雾状介质，形成液体的介质流到真空罐底部的汇集装置内，再进入蒸发器内，形成高温气相干燥介质，用于对真空罐内的产品实现真空干燥。

根据本实用新型的一个较佳实施例，还具有一挡流板，其位于该热交换区，位于所述雾化喷头上部且对应该真空罐的抽空口，用于阻挡上升的雾状干燥介质，使雾状干燥介质凝结成液态的干燥介质，并顺着导流罩及真空罐内壁向下流动。利用挡流板能促进换热及干燥介质液化。

根据本实用新型的一个较佳实施例，所述雾化喷头包含3个及3个以上，各雾化喷头分布于沿该真空罐的内壁环向设置的一个连接管上，该连接管设于该热交换区。

根据本实用新型的一个较佳实施例，该导流罩的一侧面连接有数个间隔分布的L形支撑板，该L形支撑板的一端与该导流罩的一个侧面结合，该L形支撑板的另一端供支撑和固定该雾化喷头的连接管。借助此结构，可减少在真空罐上打结合孔，减少系统漏点，也便于在实际组装时，可先行将支撑板、雾化喷头的连接管组装到导流罩的一侧面后，再整体安装至该真空罐内，构成本发明的热能回收装置。

根据本实用新型的一个较佳实施例，所述挡流板包括一个结合片，所述结合片包括一个结合端和两个平行的板件，该结合端与该导流罩的一个侧面结合，所述两个平行板件上具有若干透气小孔。

根据本实用新型的一个较佳实施例，所述两个平行的板件中，该下方的板件的下表面还结合一个冂字形支架，该冂字形支架的两端分别结合一个斜向的第一导流板，两个第一导流板呈尖端朝上的八字形；该上方的板件上左右两侧另分别结合一个斜向的第二导流板，所述两个第二导流板呈尖端朝下的八字形，且所述两个第二导流板能够覆盖到第一导流板的竖直向投影未覆盖的区域。

根据本实用新型的一个较佳实施例，所述两个第一导流板是枢接于该冂字形支架的两端，所述两个第二导流板是枢接于该上方的板件；因此该所述两个第一导流板及两个第二导流板的开度能够根据上升的气流状态发生调整和适应性变化。

借助上述结构，不仅可以提高挡流板将雾状的干燥介质转化成液态的干燥介质的效率，同时由于结合片系仅结合在导流罩的一侧面，可减少在真空罐上打结合孔，减少系统漏点，也便于在实际组装时，可先行将结合片，冂字形支架、第一导流板、第二导流板先行组装至该导流罩的一侧面后，再整体安装至该真空罐内，构成本发明的热能回收装置。

根据本实用新型的一个较佳实施例，该抽空口连接一个冷凝器。用于将抽出至真空罐外的少量煤油蒸汽冷凝成液态煤油。该冷凝器为管壳式水冷器。

根据本实用新型的一个较佳实施例，所述汇集装置设于该真空罐的底部，将收集的液态干燥介质输送至一个缓冲罐，该缓冲罐连接至该真空罐的蒸发器，使液态的干燥介质被气化形成气相干燥介质。

再一方面，本实用新型实施例提供一种气相干燥设备，包括真空罐及干燥介质输送管路，所述真空罐布置有如前所述内置式热能回收装置。

本实用新型的有益技术效果包括：

(1)、其中常温液态干燥介质被输入至该真空罐后，先由数个雾化喷头形成常温雾状介质，与大量该真空罐内已有的高温气相干燥介质直接充分混合进行热交换，使通入的常温液态干燥介质的温度被大幅提升，变成大液滴雾状介质。相对于管壳式的热交换器，这种直接的热交换效率要高很多。此外，由于本发明是内置的热交换方式，因此，相对于现有的外置式热交换，能够明显减少热量向外部环境的逸散。

(2)、本实用新型是内置式的热能回收装置，几乎构成其热能回收装置的所有的组成部件都设于真空罐的内部，因此可减少整个气相干燥设备系统的漏点，减少维修成本，常规只需检查几个雾化喷头即可，检修方便。

(3)、本实用新型的热能回收装置，使得应用该热能回收装置的气相干燥设备的热效能提高，减少能耗。这是因为在抽空口下方的热交换区内，由于高温的气相干燥介质与常温的液态雾化干燥介质相遇后并进行了热交换，因此降低了靠近抽空口处的高温低密度气相干燥介质的量，使很多原本会持续抽出去的高温气相干燥介质被截留在真空罐内，故减少了泵入常温干燥介质的频率和量，减少能耗，提高高温气相介质的利用效率。

附图说明

图1是现有技术气相干燥设备工作原理图。

图2为本实用新型一个具体实施方案的结构示意图。

图3为图2所示的热交换区的结构示意图。

图4为图3所示的热交换区中A部分的结构放大图。

图5为图3所示的热交换区中B部分的结构放大图。

图6为图2所示实施例中带有雾化喷嘴的导流罩的展开示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的结构及效果更为清楚地描述出来，以下结合图2具体进行说明。

如图2所示，本实施中，在真空罐1内靠近一侧的内壁11处，设有一个导流罩2，导流罩2为一个与真空罐1内壁相适应的板体，例如可为一个横截面为圆弧形的板体，但导流罩2的高度小于该内壁11，使导流罩2与内壁11之间形成一个热交换区，热交换区具有下方的入口及上方的出口，该热交换区的下方与真空罐1的内腔的其余部位是连通的。借此使真空罐1内的高温煤油蒸汽可以进入至热交换区内，这个热交换区较佳远离蒸发器9而设置，其蒸汽入口与蒸发器9可相对真空罐1的轴心对称布置，以使高温煤油蒸汽有较长的作用路径。且热交换区所占的直径约为真空罐直径的1/10至1/30,而分布的弧度为1/5至1/20即可。

该热交换区内设有至少一个雾化喷头3，该雾化喷头3通过管道31与外部连通，该管道31可供输入常温的液态煤油。当液态煤油输入后被该雾化喷头3转化成常温的雾状煤油，这些雾状煤油与大量进入至热交换区的130-140℃高温煤油蒸汽混合换热，变成大约110℃大液滴雾状煤油，由于热交换区的上部出口连通着真空罐1的抽空口12，因此这些大液滴的雾状煤油会被带动上升，撞击到位于热交换区上方空间的挡流板4，形成液体煤油，这些液态煤油可顺着真空罐1的内壁11流下至真空罐1的底部。在真空罐1的底部具有汇集装置5，所述汇集装置5，如图2所示，为位于真空罐1底部的凹陷部位，这些凹陷部位将液体的煤油收集至缓冲罐6，而缓冲罐6经过阀门7、泵8流到蒸发器9，液态煤油在蒸发器9内被蒸发产生约140℃高温的煤油蒸汽。这些煤油蒸汽充满该真空罐1的内部，对其内的电力变压器产品进行真空干燥。一些少量降温后的煤油蒸汽仍会通过抽空口12进入到冷凝器10冷却凝结成液态煤油。

如图3所示，为位于该真空罐1内部的热交换区的结构示意图，是由导流罩2和真空罐1的内壁11的一部分共同构成的，截面概呈阿拉伯数字“7”，其中导流罩2为实线表示，而内壁11用虚线表示。结合图4所示，为图3的A部分的放大图，该部分主要是说明雾化喷头3及连接数个间隔设置的雾化喷头3的连接管32的固定方式。如图4所示，该导流罩2的一侧面结合有L形支撑板33，L形支撑板33的缺口朝向下方，其一端与该导流罩2的一个侧面结合，如图所示为螺栓结合，L形支撑板33的另一端供支撑和固定连接管32(同时结合图6所示)，数个雾化喷头3间隔地设于该连接管32上。连接管32借助开口向下的U形固定片固定于支撑板33顶面。借助此结构，可尽量减少在真空罐内壁11上打结合孔，减少系统漏点，也便于在实际组装时，可先行将支撑板33、雾化喷头3的连接管32先组装到导流罩2的一侧面后，再整体安装至该真空罐1内。

图5为图3所示的热交换区中B部分的结构放大图，即挡流板4的结构示意图。挡流板4位于抽空口12与该雾化喷头3之间，距离该雾化喷头3较远。挡流板4包括一个π字形的结合片41，即具有一个结合端42和两个平行的板件43、44，该结合端41与导流罩2的一个侧面通过螺栓结合，所述两个平行板件43、44上具有若干透气小孔。在两个平行的板件中，该下方的板件44的下表面还通过螺栓结合一个冂字形支架441，该冂字形支架的两端分别结合一个斜向的第一导流板442，构成尖端朝上的八字形；该上方的板件43上左右两侧另分别结合一个斜向的第二导流板431，构成呈尖端朝下的八字形，且所述两个第二导流板431能够覆盖到第一导流板442的竖直向投影所不能覆盖的区域。较佳的，可使第一导流板442是枢接于该冂字形支架441的两端，第二导流板431也枢接于该上方的板件43，使“八”字形的开度能够根据上升的气流状态发生调整和适应性变化。

借助上述结构，不仅可以提高挡流板将雾状的干燥介质转化成液态的干燥介质的效率，同时由于结合片41系仅结合在导流罩2的一侧面，可减少在真空罐上打结合孔，减少系统漏点，也便于在实际组装时，可先行将结合片41，冂字形支架42、第一导流板441、第二导流板431先行组装至该导流罩2的一侧面后，再整体安装至该真空罐1内部，构成本新型的热能回收装置。

以上所述，仅为本实用新型代表性的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，比如，也可将本实用新型中介质气体替换为不会冷冻的液体，低温介质可使用物质的固体形式。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围，为等同的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种气相干燥设备的内置式热能回收装置，其特征在于包括：

至少一个导流罩，设于一个气相干燥设备的真空罐内，该导流罩与该真空罐的内壁之间界定出至少一个热交换区，该热交换区具有下方的入口及上方的出口，该热交换区入口与该真空罐的内部连通，该热交换区的出口连通该真空罐的抽空口；

至少一个雾化喷头，该雾化喷头设于该热交换区，该雾化喷头一端连接有管道，该管道供输入常温液态的干燥介质，该雾化喷头用以将该液态的干燥介质雾化喷洒至该热交换区内；

汇集装置，以汇集由该热交换区域中得到的液态干燥介质。

2.根据权利要求1所述的内置式热能回收装置，其特征在于：还具有一挡流板，其位于该热交换区，位于所述雾化喷头上部且对应该真空罐的抽空口，用于阻挡上升的雾状干燥介质，使雾状干燥介质凝结成液态的干燥介质，并顺着导流罩及真空罐内壁向下流动。

3.根据权利要求1所述的内置式热能回收装置，其特征在于：包含3个及3个以上所述雾化喷头，各雾化喷头分布于沿该真空罐的内壁环向设置的一个连接管上，该连接管设于该热交换区。

4.根据权利要求3所述的内置式热能回收装置，其特征在于：该导流罩的一侧面连接有数个间隔分布的L形支撑板，该L形支撑板的一端与该导流罩的一个侧面结合，该L形支撑板的另一端供支撑和固定该雾化喷头的连接管。

5.根据权利要求2所述的内置式热能回收装置，其特征在于：所述挡流板包括一个结合片，所述结合片包括一个结合端和两个平行的板件，该结合端与该导流罩的一个侧面结合，所述两个平行板件上具有若干透气小孔。

6.根据权利要求5所述的内置式热能回收装置，其特征在于：所述两个平行的板件中，该下方的板件的下表面还结合一个冂字形支架，该冂字形支架的两端分别结合一个斜向的第一导流板，两个第一导流板呈尖端朝上的八字形；该上方的板件上左右两侧另分别结合一个斜向的第二导流板，所述两个第二导流板呈尖端朝下的八字形，且所述两个第二导流板能够覆盖到第一导流板的竖直向投影未覆盖的区域。

7.根据权利要求6所述的内置式热能回收装置，其特征在于：所述两个第一导流板是枢接于该冂字形支架的两端，所述两个第二导流板是枢接于该上方的板件。

8.根据权利要求1至7任一项所述的内置式热能回收装置，其特征在于：所述汇集装置设于该真空罐的底部，将收集的液态干燥介质输送至一个缓冲罐，该缓冲罐连接至该真空罐的蒸发器，使液态的干燥介质被气化形成气相干燥介质。

9.根据权利要求1至7任一项所述的内置式热能回收装置，其特征在于：所述的干燥介质为煤油。

10.一种气相干燥设备，包括真空罐及干燥介质输送管路，其特征在于，所述真空罐布置有如权利要求1至9任一项所述内置式热能回收装置。