CN205679106U - 一种相变热能回收系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种相变热能回收系统，包括下换热器、汽水分离装置和上换热器，所述汽水分离装置位于所述下换热器上方，其两者之间通过进汽管和排水管连接，所述进汽管连接所述汽水分离装置的底部和所述下换热器的顶部，所述排水管连接所述汽水分离装置的底部和所述下换热器的底部，所述上换热器位于所述汽水分离装置上方，其两者之间通过排汽管和进水管连接，所述排汽管连接所述上换热器的顶部和所述汽水分离装置的顶部，所述进水管连接所述上换热器的底部和所述汽水分离装置的顶部。本实用新型采用相变换热回收热能，可以在保证避免结露的前提下大幅度降低锅炉排烟温度，有效提高设备热效率和防腐能力，解决了锅炉低温腐蚀难题。

Description

一种相变热能回收系统
技术领域
本实用新型属于热能的转换和利用技术领域，尤其涉及一种相变热能回收系统。
背景技术
从锅炉排出的烟气通常温度较高，携带了大量热能，如果直接排放到空汽中，则会导致大量能量浪费，使用换热器对烟气携带的热能进行回收可以达到节能降耗的目的，提高锅炉的热效率。由于锅炉烟气中SO3的存在，烟气出口温度受到限制，排烟温度过低会导致壁面温度低于烟气酸露点而发生严重的酸露腐蚀和堵灰，影响锅炉的安全运行，所以排烟温度通常在140℃～160℃或更高，导致大量热能不能回收，造成了能量浪费。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种相变热能回收系统，包括下换热器、汽水分离装置和上换热器，所述汽水分离装置位于所述下换热器上方，其两者之间通过进汽管和排水管连接，所述进汽管的两端分别连接所述汽水分离装置的底部和所述下换热器的顶部，所述排水管的两端分别连接所述汽水分离装置的底部和所述下换热器的底部；所述上换热器位于所述汽水分离装置上方，其两者之间通过排汽管和进水管连接，所述排汽管的两端分别连接所述上换热器的顶部和所述汽水分离装置的顶部，所述进水管的两端分别连接所述上换热器的底部和所述汽水分离装置的顶部。
进一步的，所述系统还包括温度控制装置，所述温度控制装置包括安装在所述上换热器上的测温仪、安装在所述排水管上的流量控制阀以及分别与所述测温仪和流量控制阀连接的控制器，所述控制器用于使上换热器冷却速率与下换热器吸热速率平衡。
进一步的，所述进汽管伸入所述汽水分离装置的上部。
进一步的，所述下换热器和上换热器均由若干密闭管并联连接组成。
进一步的，所述密闭管内壁设有防腐层。
进一步的，所述密闭管外表面设有螺旋状凸条。
进一步的，所述密闭管内壁设有螺旋状凸条。
进一步的，所述密闭管由若干直径相同的导管连接组成，所述相邻两根导管间通过法兰连接。
本实用新型采用相变换热回收热能，适应性强、效率高、安全可靠、使用寿命长，能有效节能减排，在保证避免结露的前提下大幅度降低锅炉排烟温度，有效提高设备热效率和防腐能力，解决了锅炉低温腐蚀难题；此外采用温度控制装置进行集中控制，使上换热器冷却速率与下换热器吸热速率平衡，饱和蒸汽与饱和水自然循环达到平衡，通过调整冷却速率与吸热速率的平衡点，可以在一定范围内调整上、下换热器的壁面温度。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的相变热能回收系统的结构示意图；
图2为本实用新型实施例2的相变热能回收系统的结构示意图；
图3为本实用新型实施例2的温度控制装置的工作原理结构框图；
图4为本实用新型实施例3的密闭管的局部示意图；
图5为本实用新型实施例4的密闭管的局部剖视图；
图6为本实用新型实施例5的密闭管的局部示意图；
其中：1下换热器，2汽水分离装置，3上换热器，4进汽管，5排水管，6排汽管，7进水管，8测温仪，9流量控制阀，10控制器，11密闭管，12导管，13法兰。
具体实施方式
实施例1
一种相变热能回收系统，如图1所示，包括下换热器1、汽水分离装置2和上换热器3，所述汽水分离装置2位于所述下换热器1上方，其两者之间通过进汽管4和排水管5连接，所述进汽管4的两端分别连接所述汽水分离装置2的底部和所述下换热器1的顶部，所述排水管5的两端分别连接所述汽水分离装置2的底部和所述下换热器1的底部；所述上换热器3位于所述汽水分离装置2上方，其两者之间通过排汽管6和进水管7连接，所述排汽管6的两端分别连接所述上换热器3的顶部和所述汽水分离装置2的顶部，所述进水管7的两端分别连接所述上换热器3的底部和所述汽水分离装置2的顶部。
下换热器1和上换热器3通过汽水分离装置2连通，饱和蒸汽和饱和水在相变热能回收系统内自然循环。下换热器1中的饱和水吸收锅炉尾部烟气热能，形成饱和水蒸汽，饱和水蒸汽通过进汽管4汇集到汽水分离装置2内，并继续经由排汽管6上升到上换热器3中发生相变放热冷凝为饱和水后，再通过进水管7流回至汽水分离装置2中，汽水分离装置2中的饱和水继续经由排水管5排放至下换热器1中吸收烟气热能，形成饱和水蒸汽，如此反复循环，达到回收锅炉烟气热能的目的，采用本相变热能回收系统对锅炉烟气热能进行回收，可以在保证壁面不发生结露现象的前提下降低排烟温度，有效提高设备热效率和防腐能力。
在相变热能回收系统中，汽水分离装置2与下换热器1之间以及上换热器3与汽水分离装置2之间均应保持一定的高度差，汽水分离装置2位于下换热器1的上方，上换热器3位于汽水分离装置2的上方，才能保证形成闭式自然循环换热系统。
实施例2
一种相变热能回收系统，如图2和图3所示，与实施例1不同的是：所述系统还包括温度控制装置，所述温度控制装置包括安装在所述上换热器3上的测温仪8、安装在所述排水管5上的流量控制阀9以及分别与所述测温仪8和流量控制阀9连接的控制器10，所述控制器10用于使上换热器3冷却速率与下换热器1吸热速率平衡，所述进汽管4伸入所述汽水分离装置2的上部，所述下换热器1和上换热器3均由若干密闭管11并联组成。
在相变热能回收的过程中，采用测温仪8测量上换热器3中水蒸汽的温度，将温度数据传输给控制器10，控制器10从水蒸汽的温度来判断锅炉烟气的温度，从而通过流量控制阀9控制流向汽水分离装置2的水量，以达到上换热器3的冷却速率与下换热器1的吸热速率平衡，饱和蒸汽与饱和水自然循环达到平衡，壁温在一定大汽压力下保持恒定温度不变。通过改变流量控制阀9的流量来调整冷却速率与吸热速率平衡点，即可在一定范围内调整壁温。
将进汽管4伸入所述汽水分离装置2的上部，使饱和水蒸汽可以不与汽水分离装置2中的饱和水混合，即可直接上升到上换热器3中，提高相变热能回收系统的运行效率。
下换热器1和上换热器3由若干并联的密闭管11组成，可以增加热交换面积，提高热交换效果。
实施例3
一种相变热能回收系统，如图4所示，与实施例2不同的是：所述密闭管11内表面设置有防腐层，其外表面设有螺旋状凸条。
在密闭管11内壁设置防腐层，可以保护密闭管11的内壁，延长密闭管11的使用寿命。
在密闭管11外表面设置螺旋状凸条，可以增加热交换面积，提高热交换效果。
实施例4
一种相变热能回收系统，如图5所示，与实施例2不同的是：所述密闭管11内壁设有螺旋状凸条。
在密闭管11内壁设置螺旋状凸条，不仅可以增加热交换面积，还可以在一定程度上降低水蒸汽或水在密闭管11中上升或下降的速度，有效提高热交换效果。
实施例5
一种相变热能回收系统，如图6所示，与实施例2不同的是：所述密闭管11由若干直径相同的导管12连接组成，所述相邻两根导管12间通过法兰13连接，所述两根导管12的连接处设置有与导管12轴向方向垂直的筛网。
密闭管11的结构设为若干导管12通过法兰13连接，可以根据使用需要随意增减导管12的根数来调整密闭管11的长度，使密闭管11能满足不同的使用要求。
在导管12的连接处设置筛网，可以降低水蒸汽或水在密闭管11中的运行速度，有助于提高热交换的效果。
以上所述实施例仅仅是本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前 提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种相变热能回收系统，其特征在于：所述系统包括下换热器(1)、汽水分离装置(2)和上换热器(3)，所述汽水分离装置(2)位于所述下换热器(1)上方，其两者之间通过进汽管(4)和排水管(5)连接，所述进汽管(4)的两端分别连接所述汽水分离装置(2)的底部和所述下换热器(1)的顶部，所述排水管(5)的两端分别连接所述汽水分离装置(2)的底部和所述下换热器(1)的底部；所述上换热器(3)位于所述汽水分离装置(2)上方，其两者之间通过排汽管(6)和进水管(7)连接，所述排汽管(6)的两端分别连接所述上换热器(3)的顶部和所述汽水分离装置(2)的顶部，所述进水管(7)的两端分别连接所述上换热器(3)的底部和所述汽水分离装置(2)的顶部。
2.根据权利要求1所述的相变热能回收系统，其特征在于：所述系统还包括温度控制装置，所述温度控制装置包括安装在所述上换热器(3)上的测温仪(8)、安装在所述排水管(5)上的流量控制阀(9)以及分别与所述测温仪(8)和流量控制阀(9)连接的控制器(10)，所述控制器(10)用于使上换热器(3)冷却速率与下换热器(1)吸热速率平衡。
3.根据权利要求1所述的相变热能回收系统，其特征在于：所述进汽管(4)伸入所述汽水分离装置(2)的上部。
4.根据权利要求1所述的相变热能回收系统，其特征在于：所述下换热器(1)和上换热器(3)均由若干密闭管(11)并联连接组成。
5.根据权利要求4所述的相变热能回收系统，其特征在于：所述密闭管(11)内壁设有防腐层。
6.根据权利要求4所述的相变热能回收系统，其特征在于：所述密闭管(11)外表面设有螺旋状凸条。
7.根据权利要求4所述的相变热能回收系统，其特征在于：所述密闭管(11)内壁设有螺旋状凸条。
8.根据权利要求4所述的相变热能回收系统，其特征在于：所述密闭管(11)由若干直径相同的导管(12)连接组成，所述相邻两根导管(12)间通过法兰(13)连接。
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