CN214582713U - 一种余热回收装置用换热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种余热回收装置用换热器。包括两端具有开口的管状壳体，管状壳体内沿上下方向间隔设有上腔和下腔，上腔和下腔之间并列设有多根两端开口的翅片管，翅片管的两端分别与上腔和下腔连通；下腔的下方间隔设有底腔，底腔的左上侧和右上侧分别设置有左腔和右腔，下腔、底腔、左腔和右腔围成矩形换热空间，矩形换热空间内设置有多块具有左、右开口的第一空心板和多块具有上、下开口的第二空心板，第一空心板与第二空心板一一交错贴合设置，第一空心板的左、右开口分别与左腔和右腔连通，第二空心板的上、下开口分别与下腔和底腔连通；管状壳体外部设有分别与上腔、底腔、左腔和右腔连通的上、底、左、右管接头。布置紧凑、占用体积小。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种余热回收装置用换热器。
背景技术
锅炉为通过燃料燃烧加热水而生产高温蒸汽的设备，其燃烧后的尾气中含有大量的热量，为了提高能源利用率，现有技术一般会进行尾气余热回收，但是实际使用中，单个换热器回收效率低且会因为内部换热介质温度较低而在换热器外表面产生冷凝形成酸液，导致换热器外表面腐蚀严重。
为解决以上问题，希望能将空水换热器和水水换热器组合使用，利用空水换热器吸收尾气中的热量，利用水水换热器调节空水换热器内的换热介质的温度，但现有换热器的组合一般为粗犷的管路连接方式，不仅体积占用较大、管路布置复杂，而且水水换热器的换热效率较低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种布置紧凑、占用体积小、结构简单且水水换热效率很高的余热回收装置用换热器。
本实用新型的技术方案如下：一种余热回收装置用换热器，包括左右两端具有开口的管状壳体，管状壳体内沿上下方向间隔设置有上腔和下腔，上腔和下腔之间并列设置有多根两端开口的翅片管，翅片管的两端分别与上腔和下腔连通；下腔的下方间隔设置有底腔，底腔的左上侧和右上侧分别设置有左腔和右腔，下腔、底腔、左腔和右腔围成矩形换热空间，矩形换热空间内设置有多块具有左、右开口的第一空心板和多块具有上、下开口的第二空心板，第一空心板与第二空心板一一交错贴合设置以供两空心板内的介质换热，第一空心板的左、右开口分别与左腔和右腔连通，第二空心板的上、下开口分别与下腔和底腔连通；管状壳体外部设有分别与上腔、底腔、左腔和右腔连通的上、底、左、右管接头。
在上述方案的基础上，进一步改进如下，上管接头和底管接头之间通过位于管状壳体外部的循环管路连通，循环管路上设置有循环水泵。循环管路的设置方便了对流经翅片管的换热介质的温度控制，以实现防腐目的。
在上述方案的基础上，进一步改进如下，所述循环管路上设置有定压罐。定压罐可稳定循环管路内的介质压力。
在上述方案的基础上，进一步改进如下，余热回收装置用换热器包括控制器，所述循环管路上设置有温度传感器，控制器与温度传感器控制连接。温度传感器和控制器的设置可以方便实现对经过翅片管的换热介质温度的自动控制。
在上述方案的基础上，进一步改进如下，所述右管接头用于与锅炉系统的蒸汽输出管路连通。直接利用蒸汽输出管路供气可以更低成本实现对翅片管内换热介质的温度控制。
在上述方案的基础上，进一步改进如下，所述翅片管包括横截面为椭圆形的主管以及均布在主管上的多个翅片。椭圆形的结构不仅换热效率高，而且风阻小。
在上述方案的基础上，进一步改进如下，所述翅片管的材质为普通碳钢。
在上述方案的基础上，进一步改进如下，所述管状壳体的材质为不锈钢。
在上述方案的基础上，进一步改进如下，所述管状壳体的横截面为矩形。
在上述方案的基础上，进一步改进如下，多个第一空心板和多个第二空心板为共用同一本体的一体式结构，本体上沿前后方向间隔设置有多个左右开口的第一矩形空腔和多个上下开口的第二矩形空腔，多个第一矩形空腔和多个第二矩形空腔一一交错布置。一体结构拆装更方便，换热效率也更高。
本实用新型的有益效果：本申请通过特殊的腔体结构，将翅片管对应的空水换热器以及空心板对应的水水换热器集成在同一管状壳体内，两换热器无需使用复杂的管路进行连接，结构简单、占用体积小，成本也比较低，而且不再涉及对管路的保温处理，也不用担心热量耗散问题，另外，第一空心板和第二空心板加上对应的四个腔的特殊结构，不仅结构简单，而且各个空心板的换热介质的流动是同步地，大大提高了彼此之间换热的效率，而且此种结构也大大减小了体积占用；在使用时，该一体结构的组合换热器可以与循环管路和第二级换热器组合使用，从而实现防腐和高效换热的目的，也可以与锅炉系统的蒸汽输出管路配合使用，使用灵活方便。
附图说明
图1为本实用新型的一种余热回收装置用换热器的立体图；
图2为余热回收装置用换热器的纵剖立体图(剖面沿左右方向延伸)；
图3为图2下部的局部放大图；
图4为余热回收装置用换热器的纵剖局部图(剖面沿前后方向延伸)；
图5为本申请的余热回收装置用换热器的第一种应用方案原理图；
图6为本申请的余热回收装置用换热器的第二种应用方案原理图；
图中：10-管状壳体，11-上腔，12-下腔，13-翅片管，14-底腔，15-左腔，16-右腔，17-矩形换热空间，18-第一矩形空腔，19-第二矩形空腔，20-上管接头，21-底管接头，22-左管接头，23-右管接头，24-循环管路，25-循环水泵，26-定压罐，27-控制器，28-第一换热介质，29-第二换热介质，30-光管换热器。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。
本实用新型的一种余热回收装置用换热器的具体实施方式：
如图1-4所示，余热回收装置用换热器包括左右两端具有开口的管状壳体10，管状壳体10内沿上下方向间隔设置有上腔11和下腔12，上腔11和下腔12之间并列设置有多根两端开口的翅片管13，翅片管13的两端分别与上腔11和下腔12连通；下腔12的下方间隔设置有底腔14，底腔14的左上侧和右上侧分别设置有左腔15和右腔16，下腔12、底腔14、左腔15和右腔16围成矩形换热空间17，矩形换热空间17内设置有多块具有左、右开口的第一空心板和多块具有上、下开口的第二空心板，第一空心板与第二空心板一一交错贴合设置以供两空心板内的介质换热，第一空心板的左、右开口分别与左腔15和右腔16连通，第二空心板的上、下开口分别与下腔12和底腔14连通；管状壳体10外部设有分别与上腔11、底腔14、左腔15和右腔16连通的上、底、左、右管接头。
上管接头20和底管接头21之间通过位于管状壳体10外部的循环管路24连通，循环管路24上设置有循环水泵25。循环管路24的设置方便了对流经翅片管13的换热介质的温度控制，以实现防腐目的。循环管路24上设置有定压罐26。定压罐26可稳定循环管路24内的介质压力。余热回收装置用换热器包括控制器27，所述循环管路24上设置有温度传感器，控制器27与温度传感器控制连接。温度传感器和控制器27的设置可以方便实现对经过翅片管13的换热介质温度的自动控制。
在其他实施例中，右管接头23用于与锅炉系统的蒸汽输出管路连通。直接利用蒸汽输出管路供气可以更低成本实现对翅片管13内换热介质的温度控制。
翅片管13包括横截面为椭圆形的主管以及均布在主管上的多个翅片。椭圆形的结构不仅换热效率高，而且风阻小。翅片管13的材质为普通碳钢。管状壳体10的材质为不锈钢。管状壳体10的横截面为矩形。多个第一空心板和多个第二空心板为共用同一本体的一体式结构，本体上沿前后方向间隔设置有多个左右开口的第一矩形空腔18和多个上下开口的第二矩形空腔19，多个第一矩形空腔18和多个第二矩形空腔19一一交错布置。一体结构拆装更方便，换热效率也更高。
本申请通过特殊的腔体结构，将翅片管13对应的空水换热器以及空心板对应的水水换热器集成在同一管状壳体10内，两换热器无需使用复杂的管路进行连接，结构简单、占用体积小，成本也比较低，而且不再涉及对管路的保温处理，也不用担心热量耗散问题，另外，第一空心板和第二空心板加上对应的四个腔的特殊结构，不仅结构简单，而且各个空心板的换热介质的流动是同步地，大大提高了彼此之间换热的效率，而且此种结构也大大减小了体积占用；在使用时，该一体结构的组合换热器可以与循环管路24和第二级换热器组合使用，从而实现防腐和高效换热的目的，也可以与锅炉系统的蒸汽输出管路配合使用，使用灵活方便。
图5为本申请的余热回收装置用换热器在与其他换热器组合使用时的原理示意图，使用时，从燃气锅炉燃烧后排出的高温尾气(110-150℃)在烟道内流动首先经过第一换热器的翅片管的外表面，与翅片管内流动的第一换热介质进行热交换，此时烟气的温度降低至60℃左右，而第一换热介质的温度升高90℃左右，然后尾气(60℃)经过第二换热器的光管的外表面与第二换热器内的第二换热介质(20℃的冷却水)进行热交换，由于发生冷凝(露点60℃左右)，放出大量的热量，尾气温度降低至40℃左右，而第二换热介质的温度升至30-50℃左右，而第一换热介质(90℃)与第二换热介质(30-50℃)进入至第三换热器中进行热量交换，并与此同时控制内循环管路的水循环的速度，使得第一换热介质降低至70℃，该温度在与上述高温尾气(110-150℃)进行换热时才能确保既不会冷凝，也确保具有最高的换热效率；而第二换热介质的温度升高至80℃左右，此时的第二换热介质即可导入至燃气锅炉的供水管路上，从而降低燃气锅炉的燃气消耗量，也可导入城市供暖管路以实现供暖，也可用于其他用途。
图6为本申请的余热回收装置用换热器在另一种应用场景下的原理示意图，从燃气锅炉燃烧后排出的高温尾气(约150℃)在烟道内流动首先经过第一换热器的翅片管的外表面，与翅片管内流动的第一换热介质进行热交换，此时烟气的温度降低至60℃左右，而第一换热介质的温度升高至87℃左右，然后尾气(60℃)经过第二换热器的光管的外表面与第二换热器内的第一换热介质(20℃的冷却水)进行热交换，由于发生冷凝(露点60℃左右)，放出大量的热量，尾气温度降低至50℃左右，而第一换热介质的温度升至50℃左右；同时，锅炉系统中的高温蒸汽流经第三换热器的热端管路，而第一换热介质从第二换热器中流出后也流经第三换热器的冷端管路，第一换热介质(50℃左右)与高温蒸汽发生热交换，从而将第一换热介质温度提升至略高于露点温度(60-63℃)，温度检测传感器检测到的实时温度与控制器预设的温度范围进行比对，例如设定温度范围为60-63℃，那么当实时测量温度低于60℃时，控制器接收到温度传感器的反馈后经过逻辑处理控制电磁阀开启的阀口大一些，从而提高高温蒸汽在热端管路的流量，进而提高第一换热介质的温度；反之，在检测实际温度高于63℃时控制电磁阀开启小一些或直接关停，从而降低第一换热介质的温度。被三次加热后的第一换热介质可导入锅炉系统的供水管路上，从而降低燃气锅炉的燃气消耗量，也可导入城市供暖管路以实现供暖，也可用于其他用途。而经过第三换热器的热端管路后的蒸汽也可以继续二次使用。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种余热回收装置用换热器，其特征在于，包括左右两端具有开口的管状壳体，管状壳体内沿上下方向间隔设置有上腔和下腔，上腔和下腔之间并列设置有多根两端开口的翅片管，翅片管的两端分别与上腔和下腔连通；下腔的下方间隔设置有底腔，底腔的左上侧和右上侧分别设置有左腔和右腔，下腔、底腔、左腔和右腔围成矩形换热空间，矩形换热空间内设置有多块具有左、右开口的第一空心板和多块具有上、下开口的第二空心板，第一空心板与第二空心板一一交错贴合设置以供两空心板内的介质换热，第一空心板的左、右开口分别与左腔和右腔连通，第二空心板的上、下开口分别与下腔和底腔连通；管状壳体外部设有分别与上腔、底腔、左腔和右腔连通的上、底、左、右管接头。
2.根据权利要求1所述的一种余热回收装置用换热器，其特征在于，上管接头和底管接头之间通过位于管状壳体外部的循环管路连通，循环管路上设置有循环水泵。
3.根据权利要求2所述的一种余热回收装置用换热器，其特征在于，所述循环管路上设置有定压罐。
4.根据权利要求2或3所述的一种余热回收装置用换热器，其特征在于，余热回收装置用换热器包括控制器，所述循环管路上设置有温度传感器，控制器与温度传感器控制连接。
5.根据权利要求1所述的一种余热回收装置用换热器，其特征在于，所述右管接头用于与锅炉系统的蒸汽输出管路连通。
6.根据权利要求1所述的一种余热回收装置用换热器，其特征在于，所述翅片管包括横截面为椭圆形的主管以及均布在主管上的多个翅片。
7.根据权利要求1所述的一种余热回收装置用换热器，其特征在于，所述翅片管的材质为普通碳钢。
8.根据权利要求5所述的一种余热回收装置用换热器，其特征在于，所述管状壳体的材质为不锈钢。
9.根据权利要求1所述的一种余热回收装置用换热器，其特征在于，所述管状壳体的横截面为矩形。
10.根据权利要求1所述的一种余热回收装置用换热器，其特征在于，多个第一空心板和多个第二空心板为共用同一本体的一体式结构，本体上沿前后方向间隔设置有多个左右开口的第一矩形空腔和多个上下开口的第二矩形空腔，多个第一矩形空腔和多个第二矩形空腔一一交错布置。
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