CN209726882U - 一种无外源驱动分体式结构的传热装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种无外源驱动分体式结构的传热装置及系统，该传热装置包括：上组件，包括第一集箱、第二集箱和设于第一集箱与第二集箱之间的第一组传热管；下组件，包括第三集箱、第四集箱和设于第三集箱与第四集箱之间的第二组传热管；连接管，用于连接所述上组件和下组件；以及传热介质，填充于所述上组件、下组件和传热管中；其中，所述上组件放置于冷流体介质中，所述下组件放置于热流体介质中。本实用新型的传热装置及系统，可靠性高、适应性强、经济性好、寿命周期长。
Description
技术领域
本实用新型涉及热交换装置技术领域，具体涉及一种无外源驱动分体式结构的传热装置及系统。
背景技术
从世界范围看，我国能耗强度与世界平均水平及发达国家相比仍然较高。2016年我国单位GDP能耗为3.7吨标准煤/万美元，是世界能耗强度平均水平的1.4倍，是美国的2.0倍，是发达国家平均水平的2.1倍，日本的2.4倍，德国的2.7倍，英国的3.9倍。我国单位GDP能耗高的原因有多种，比如发展阶段与产业结构的影响(第一、第二、第三产业的相对比重)，工业升级还未完成(目前我国的工业构成中钢铁、水泥、纺织、石化等高耗能行业所占的比重仍然较高)，还有一个重要原因是能源利用效率低下。在高耗能行业中，进行高效余热利用可以有效降低能耗水平，提高能源利用效率。但受限于技术条件等因素，目前高耗能行业中、低温余热利用的热经济性通常不够理想，企业缺乏持续改进的动力。
近年来随着环保意识的提升，对燃煤电站污染物的排放要求也在提高。锅炉烟气在经过湿法脱硫等工艺后温度降低、湿度增加，因此在烟囱排放口当温度降低时，易形成“白羽”现象。白羽是烟气中水蒸汽凝结成的小水滴，它不仅造成视觉污染，还会影响到烟气的扩散，其中含有的盐类、SO3、粉尘会给环境带来污染。因此在锅炉烟气尾部需实施消除“白羽”的相关措施。目前利用热法消除白羽技术是一种主要方法，其热源主要来自汽轮机抽汽或来自温度较高的烟气(GGH技术，Gas-Gas Heater)。然而利用汽轮机抽汽消除“白羽”的措施会减少机组发电量，影响机组的经济性；利用温度较高的烟气(取热点通常在脱硫设备之前)，虽然不需要额外热量，但仍需要较高的初投资与运营成本(GGH系统通常以水作为热载体，维持热载体在吸热和放热装置中的循环需要消耗电能)。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题在于提供一种可靠性高、适应性强、经济性好、寿命周期长的传热装置及系统。
为了解决上述问题，本实用新型采用了如下技术方案：
一种无外源驱动分体式结构的传热装置，包括：
上组件，包括第一集箱、第二集箱和设于第一集箱与第二集箱之间的第一组传热管；
下组件，包括第三集箱、第四集箱和设于第三集箱与第四集箱之间的第二组传热管；
连接管，用于连接所述上组件和下组件；以及
传热介质，填充于所述上组件、下组件和传热管中；
其中，所述上组件放置于冷流体介质中，所述下组件放置于热流体介质中。
一种实施例中，所述上组件、下组件和连接管通过焊接工艺连接成一个整体。
一种实施例中，所述传热介质为导热油、液氨、氨的水溶液、水或有机介质。
一种实施例中，所述第一集箱、第二集箱、第三集箱和第四集箱的通流面为圆形或任意的多边形。
一种实施例中，所述连接管连接所述第二集箱与第三集箱的中间部分，或者连接所述第二集箱的端部与第三集箱的中间部分，或者连接所述第二集箱的中间部分与第三集箱的端部，或者连接所述第二集箱的端部与第三集箱的端部；
或者是不同类型的连接管以上述几种连接方式任意组合进行连接。
一种实施例中，所述第一组传热管和/或第二组传热管为光管或带延展面的各类鳍片管。
一种实施例中，所述第一组传热管和/或第二组传热管设计为在在冷、热流体流动方向上的单排或两排及两排以上的任意形式。
一种实施例中，所述上组件放置于冷流体介质中包括上组件整体放置于冷流体介质中或是仅第一组传热管放置于冷流体介质中，所述下组件放置于热流体介质中包括下组件整体放置于热流体介质中或仅第二组传热管放置于热流体介质中。
本实用新型还提供了一种传热系统，包括多个如上述实施例所述的无外源驱动分体式结构的传热装置，所述多个传热装置在冷、热流体介质内进行串联或并联，以达到需要的换热功率。
本实用新型的传热装置具有如下技术优点：
(1)传热装置由上组件、连接管和下组件构成，上组件与下组件分别放置在冷、热流体介质中，连接管可根据上组件与下组件的相对位置灵活连接，该传热装置具有适应性强的特点；
(2)便于实现多个传热装置在冷、热流体内的串联或并联，以达到需要的换热功率。传热装置工作时互相独立，单个装置故障时不会影响到其余传热装置的正常工作，增强了系统的可靠性；
(3)传热装置具有系统简单的特点，并且在运行时不需要额外驱动力，因此可以大大节省投资和运营成本，缩短投资回收期，增强经济性；
(4)与以水为热载体的GGH系统类比，本实用新型的传热装置具有更高、更均匀的管壁温度，可以有效降低热流体中水蒸汽的结露现象，减缓酸性气体对换热管的腐蚀，延长了设备的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型的传热装置实施例的结构示意图。
图2为本实用新型的第一种实施例中上组件和下组件的几种典型结构。
图3为本实用新型的第二种实施例中上组件和下组件的几种典型结构。
具体实施方式
为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。
本实用新型的第一个实施例提供了一种无外源驱动分体式结构的传热装置，如图1所示，其包括：上组件1、下组件3以及连接上组件1与下组件3的连接管2。
其中，上组件1包括第一集箱10、第二集箱11和设于第一集箱10与第二集箱11之间的第一组传热管12；下组件3包括第三集箱30、第四集箱31和设于第三集箱30与第四集箱31之间的第二组传热管32。连接管2用于连接上组件1和下组件3。上组件1、下组件3和传热管2中均填充有传热介质，该传热介质在上组件1、下组件3和传热管2中循环流动以传递热量。
通常情况下，下组件3放置在热流体介质中，上组件1放置在冷流体介质中，下组件3受热通过传热介质、连接管2把热量传递到上组件1，再传递到冷流体介质中，由此实现热量从热流体到冷流体的高效传递。
作为一种优选实施方案，本实施例中，上组件1、下组件3和连接管2通过焊接工艺连接成一个整体，组成一个相对独立的传热单元。
作为一种优选实施方案，本实施例中，传热介质可选为导热油、液氨、氨的水溶液、水、有机介质或其他特殊材料等。
作为一种优选实施方案，本实施例中，第一集箱10、第二集箱11、第三集箱30和第四集箱31的通流面可根据实际需求设置为圆形或任意的多边形。
作为一种优选实施方案，本实施例中，连接管2包括连接第二集箱11与第三集箱30的中间部分的第一连接管①，连接第二集箱11的中间部分与第三集箱30端部的第二连接管②，连接第二集箱11的端部与第三集箱30端部的第三连接管③，以及连接第二集箱11端部与第三集箱30的中间部分的第四连接管④。
在其它实施例中，连接管2也可以设置为不同类型的连接管以上述几种连接方式任意组合进行连接。
作为一种优选实施方案，本实施例中，如图2所示，传热管200为设置于集箱100之间的光管，可以根据实际需要设置为单排、双排、三排或四排。
或者，在另一实施例中，如图3所示，传热管300为设置于集箱100之间的翅片管，相应的也可以根据实际需要设置为单排、双排、三排或四排。
作为一种优选实施方案，本实施例中，上组件1可以整体放置于冷流体介质中，或是仅第一组传热管12放置于冷流体介质中。相应的，下组件3可以整体放置于热流体介质中或仅第二组传热管32放置于热流体介质中。
本实施例中的无外源驱动分体式结构的传热装置，具有可靠性高、适应性强、经济性好、寿命周期长等显著优点，可以广泛应用在工业余热利用或节能、环保领域，具有良好的应用前景。
本实用新型的第二个实施例提供了一种传热系统，其包括多个如第一个实施例的无外源驱动分体式结构的传热装置。其中，多个传热装置在冷、热流体介质内进行串联或并联，以达到需要的换热功率。
采用此种方式，可根据换热功率的要求，实现传热装置串联或并联的模块化结构，而这些传热装置仍保持互相的独立性，当一个传热装置故障时，不会影响到其余传热装置，增加了系统运行的可靠性。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种无外源驱动分体式结构的传热装置，其特征在于，包括：
上组件，包括第一集箱、第二集箱和设于第一集箱与第二集箱之间的第一组传热管；
下组件，包括第三集箱、第四集箱和设于第三集箱与第四集箱之间的第二组传热管；
连接管，用于连接所述上组件和下组件；以及
传热介质，填充于所述上组件、下组件和传热管中；
其中，所述上组件放置于冷流体介质中，所述下组件放置于热流体介质中。
2.如权利要求1所述的无外源驱动分体式结构的传热装置，其特征在于，所述上组件、下组件和连接管通过焊接工艺连接成一个整体。
3.如权利要求1所述的无外源驱动分体式结构的传热装置，其特征在于，所述传热介质为导热油、液氨、氨的水溶液、水或有机介质。
4.如权利要求1所述的无外源驱动分体式结构的传热装置，其特征在于，所述第一集箱、第二集箱、第三集箱和第四集箱的通流面为圆形或任意的多边形。
5.如权利要求1所述的无外源驱动分体式结构的传热装置，其特征在于，
所述连接管连接所述第二集箱与第三集箱的中间部分，或者连接所述第二集箱的端部与第三集箱的中间部分，或者连接所述第二集箱的中间部分与第三集箱的端部，或者连接所述第二集箱的端部与第三集箱的端部；
或者是不同类型的连接管以上述几种连接方式任意组合进行连接。
6.如权利要求1所述的无外源驱动分体式结构的传热装置，其特征在于，所述第一组传热管和/或第二组传热管为光管或带延展面的各类鳍片管。
7.如权利要求1所述的无外源驱动分体式结构的传热装置，其特征在于，所述第一组传热管和/或第二组传热管设计为在冷、热流体流动方向上的单排或两排及两排以上的任意形式。
8.如权利要求1-7任一项所述的无外源驱动分体式结构的传热装置，其特征在于，所述上组件放置于冷流体介质中包括上组件整体放置于冷流体介质中或是仅第一组传热管放置于冷流体介质中，所述下组件放置于热流体介质中包括下组件整体放置于热流体介质中或仅第二组传热管放置于热流体介质中。
9.一种传热系统，其特征在于：包括多个如权利要求1-8任一项所述的无外源驱动分体式结构的传热装置，所述多个传热装置在冷、热流体介质内进行串联或并联，以达到需要的换热功率。
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