CN211823970U - 一种炭黑余热换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及换热设备技术领域，公开了一种炭黑余热换热装置，热水输入管件组包括热水输入管和疏水器；热水输出管件组包括热水输出管；冷水管件组包括冷水输送管，冷水输送管竖直设置；换热管件组包括外管、辅助管和进水管；外管套在冷水输送管的外侧；外管的下端设有下密封板，热水输出管与换热腔的下部连通；辅助管套在外管的外侧，辅助管的上端设有上密封板，上密封板与冷水输送管的外壁形成滑动密封；辅助管的下端设有下限位板，外管的上端设有上限位板；进水管固定在下限位板上并与热水输入管连通；上端位于换热腔的上部。炭黑余热换热装置结构合理，解决了蒸汽及高温水的无序排放及潜在的隐患，提高了资源的利用效率。

Description

一种炭黑余热换热装置

技术领域

本实用新型涉及换热设备技术领域，特别是指一种炭黑余热换热装置。

背景技术

在炭黑实际生产过程中，高压过热蒸汽为炭黑生产所需的原料油进行加热，换热后的蒸汽理论上说应该成为冷凝水，但为了提高物料所需温度，增加了高压蒸汽的用量，这样流出的不仅有冷凝水（带有温度）还有部分蒸汽夹杂高温水。目前，换热后部分蒸汽夹杂高温水无序排放，在区域内存在一定的隐患，并导致水资源的浪费。因此，急需一种能够对高温水进行处理的设备。

实用新型内容

本实用新型提出一种炭黑余热换热装置，解决了现有技术中流出的蒸汽及夹杂的高温水的问题，还能经过换热，增加其它设备的工作效率，达到容易收集的目的。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种炭黑余热换热装置，包括热水输入管件组、热水输出管件组、冷水管件组和换热管件组；

热水输入管件组至少包括热水输入管和疏水器；

热水输出管件组至少包括热水输出管；

冷水管件组至少包括冷水输送管，冷水输送管竖直设置；

换热管件组包括外管、辅助管和进水管；

外管套在冷水输送管的外侧，在外管和冷水输送管之间形成换热腔；外管的下端设有下密封板，将换热腔的下端密封；热水输出管与换热腔的下部连通；

辅助管套在外管的外侧，辅助管的上端设有上密封板，上密封板位于外管的上侧，上密封板与冷水输送管的外壁形成滑动密封；辅助管的下端设有下限位板，下限位板与外管的外壁形成滑动密封；

外管的上端设有上限位板，上限位板与辅助管的内壁形成滑动密封；外管、上限位板、辅助管和下限位板共同形成辅助调节腔，辅助调节腔设有换气孔；

进水管固定在下限位板上，进水管的下端伸出下限位板并与热水输入管连通；上端位于换热腔的上部。

作为优选的技术方案，顺着高温水的流向，热水输入管上依次设置有第一闸阀、疏水器和第二闸阀。

作为优选的技术方案，还包括热水输入支管，热水输入支管与位于第一闸阀和疏水器之间的热水输入管连通；热水输入支管上设有第三闸阀。

作为优选的技术方案，热水输出管上设有第四闸阀。

作为优选的技术方案，冷水输送管上设有第五闸阀，第五闸阀位于换热管件组的上游侧。

作为优选的技术方案，冷水输送管为金属管。

作为优选的技术方案，辅助管为塑料管。

本实用新型的有益效果在于：炭黑余热换热装置采取了夹套管换热的方式，冷水输送管和外管之间形成换热腔，换热腔内循环流动高温水，冷水输送管内循环流动常温态的冷水，两相换热，蒸汽及夹杂的高温水变为低温度的冷凝水后进行了回收，使进入到余热锅炉的常温水换热至50度，增加了余热锅炉的产汽量。炭黑余热换热装置结构合理，冷水输送管及外管竖直设置，换热腔也相应的竖直，可适应蒸汽温度高、密度较水低，向换热腔上部流动的空间需要，同时高温蒸汽对即将流出换热腔的冷水再次换热，使得流出换热腔的冷水的温度进一步提高，提高了蒸汽产量。炭黑余热换热装置不仅解决了蒸汽及高温水的无序排放及潜在的隐患，通过对换热后的冷凝水进行回收，进行二次利用，节约了成本；冷水换热后可达到50度，增加了余热锅炉的产汽量，提高了资源的利用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实用新型的结构示意图；

图2为换热管件组的结构示意图。

图中，

1-热水输入管；11-热水输入支管；12-第一闸阀；13-疏水器；14-第二闸阀；15-第三闸阀；

2-热水输出管；21-第四闸阀；

3-冷水输送管；31-第五闸阀；

5-换热管件组；51-辅助管；511-下限位板；512-上密封板；52-外管；521-下密封板；522-上限位板；53-换热腔；54-进水管；55-辅助调节腔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

一种炭黑余热换热装置，如图1所示，包括热水输入管件组、热水输出管件组、冷水管件组和换热管件组5。

热水输入管件组包括热水输入管1、第一闸阀12 、疏水器13、第二闸阀14、第三闸阀15和热水输入支管11。其中，在热水的流向上，第一闸阀12 、疏水器13和第二闸阀14依次设置在热水输入管1上，即第一闸阀12处于上游侧，第二闸阀14位于下游侧，疏水器13位于第一闸阀12和第二闸阀14之间。热水输入支管11与位于第一闸阀12和疏水器13之间的热水输入管1连通，第三闸阀15位于热水输入支管11上，热水输入支管11可连接其他设备。

热水输出管件组包括热水输出管2，热水输出管2上设有第四闸阀21，冷凝水经热水输出管2流向回收池等设备。

冷水管件组包括冷水输送管3，冷水输送管3竖直设置；冷水输送管3上设有第五闸阀31。

如图2所示，换热管件组5包括外管52、辅助管51和进水管54。

其中，外管52套在冷水输送管3的外侧，在外管52和冷水输送管3之间形成换热腔53。外管52的下端设有下密封板521，下密封板521为环形板，下密封板521的外缘和内缘分别与外管52及冷水输送管3固定密封连接，将换热腔53的下端密封。下密封板521的材质优选与外管52及冷水输送管3相同，例如金属，下密封板521焊接在外管52及冷水输送管3上。

辅助管51套在外管52的外侧，在辅助管51和外管52之间形成辅助调节腔55。辅助管51的上端设有上密封板512，上密封板512位于外管52的上侧；上密封板512为环形板，其外缘与辅助管51固定密封连接，内缘与冷水输送管3形成滑动密封。具体的，上密封板512的内缘上设有密封圈，例如滑动密封圈，通过密封圈实现上密封板512与冷水输送管3滑动密封。

由于高温水中携带部分蒸汽，当高温水及蒸汽同时进入换热腔53时，高温蒸汽占据换热腔53的上部空间。当蒸汽量多的时候，高温水的空间则减小，影响了高温水与冷水的换热。辅助管51的设置不仅可以用来自动调节换热腔53的容积，还可以用来对外管52进行保温。

正常使用时，上密封板512对换热腔53的上端进行密封；此时，辅助管51大部分位于外管52的外侧，对外管52保温。最佳的，当上密封板512与外管52的上端贴合时，辅助管51的下端靠近外管52的下端，尽量实现外管52的覆盖面积的最大化。辅助调节腔55可以减少外管52向外的热传递，减少热量散失，实现热量最大限度的向冷水输送管3中的冷水传递。而当蒸汽量增多时，在内部压力的推动下，辅助管51上升以增大换热腔容积，缓冲该部分蒸汽，同时也为蒸汽与冷水换热提供了换热空间。因此，辅助管51的重量不可太大，具体重量设置可根据实际应用进行调整，优选密度小的材料制作辅助管51，例如塑料，可兼顾壁厚以得到保温效果，同时重量也不大。当蒸汽量下降后，辅助管51在自重的作用下下落，辅助调节腔55设有换气孔，以保证辅助管51的顺畅的上下滑动。

辅助管51的下端设有下限位板511，下限位板511为环形板，其外缘与辅助管51固定密封连接，内缘设有密封圈，使得辅助管51与外管52的外壁形成滑动密封。外管52的上端设有上限位板522，上限位板522为环形板，其内缘与外管52固定密封连接，外缘设有密封圈，使得外管52与辅助管51的内壁形成滑动密封。辅助管51相对外管52滑动时，下限位板511和上限位板522相互配合，防止辅助管51自外管52上滑脱，避免换热腔53产生漏水点。

炭黑生产线原料油预热器预热产生的蒸汽及高温水经热水输入管1输送，经过疏水器13后变为部分蒸汽夹杂的高温水，高温水流入换热腔53并流出；冷水则在冷水输送管3内流动，当冷水流经换热腔53时，与高温水换热。冷水输送管3优选金属管，提高高温水和冷水的换热效率。

最佳的，高温水自换热腔53的上部进入，自换热腔53下端的热水输出管2流出。冷水则经冷水输送管3的下端流入，上端流出。高温水和冷水逆流设计，可大大提高热量的利用率。

由于辅助管51的设置，热水输入管1无法直接与外管52的上部连通，故设置有进水管54，进水管54位于换热腔53内，进水管54的上端开口位于换热腔53的上部，下端固定在下密封板521上。下密封板521与进水管54的内腔对应处设有通孔，通过位于通孔内的连接管件将进水管54和热水输入管1连通。

最佳的，热水输出管2固定在下密封板521上。

炭黑余热换热装置结构合理，冷水输送管3及外管52竖直设置，换热腔53也相应的竖直，可适应蒸汽温度高、密度较水低，向换热腔53上部流动的空间需要，同时高温蒸汽对即将流出换热腔的冷水再次换热，使得流出换热腔的冷水的温度进一步提高，提高了蒸汽产量。炭黑余热换热装置不仅解决了蒸汽及高温水的无序排放及潜在的隐患，通过对换热后的冷凝水进行回收，进行二次利用，节约了成本；冷水换热后可达到50度，增加了余热锅炉的产汽量，提高了资源的利用效率。同时，本装置充分利用现有的空间，在原来的冷水输送管3的外侧设置换热腔53，不仅换热面积大，而且改造方便，投入成本底。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种炭黑余热换热装置，其特征在于：包括热水输入管件组、热水输出管件组、冷水管件组和换热管件组（5）；

热水输入管件组至少包括热水输入管（1）和疏水器（13）；

热水输出管件组至少包括热水输出管（2）；

冷水管件组至少包括冷水输送管（3），冷水输送管（3）竖直设置；

换热管件组（5）包括外管（52）、辅助管（51）和进水管（54）；

外管（52）套在冷水输送管（3）的外侧，在外管（52）和冷水输送管（3）之间形成换热腔（53）；外管（52）的下端设有下密封板（521），将换热腔（53）的下端密封；热水输出管（2）与换热腔（53）的下部连通；

辅助管（51）套在外管（52）的外侧，辅助管（51）的上端设有上密封板（512），上密封板（512）位于外管（52）的上侧，上密封板（512）与冷水输送管（3）的外壁形成滑动密封；辅助管（51）的下端设有下限位板（511），下限位板（511）与外管（52）的外壁形成滑动密封；

外管（52）的上端设有上限位板（522），上限位板（522）与辅助管（51）的内壁形成滑动密封；外管（52）、上限位板（522）、辅助管（51）和下限位板（511）共同形成辅助调节腔，辅助调节腔设有换气孔；

进水管（54）固定在下限位板（511）上，进水管（54）的下端伸出下限位板（511）并与热水输入管（1）连通；上端位于换热腔（53）的上部。

2.如权利要求1所述的一种炭黑余热换热装置，其特征在于：顺着高温水的流向，热水输入管（1）上依次设置有第一闸阀（12）、疏水器（13）和第二闸阀（14）。

3.如权利要求1所述的一种炭黑余热换热装置，其特征在于：还包括热水输入支管（11），热水输入支管（11）与位于第一闸阀（12）和疏水器（13）之间的热水输入管（1）连通；热水输入支管（11）上设有第三闸阀（15）。

4.如权利要求1所述的一种炭黑余热换热装置，其特征在于：热水输出管（2）上设有第四闸阀（21）。

5.如权利要求1所述的一种炭黑余热换热装置，其特征在于：冷水输送管（3）上设有第五闸阀（31），第五闸阀（31）位于换热管件组（5）的上游侧。

6.如权利要求1所述的一种炭黑余热换热装置，其特征在于：冷水输送管（3）为金属管。

7.如权利要求1所述的一种炭黑余热换热装置，其特征在于：辅助管（51）为塑料管。

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