CN216413124U - 一种尾气模拟加湿加热系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及固体氧化物燃料电池技术领域，尤其是涉及一种尾气模拟加湿加热系统，包括AOG输入管、一级换热器和二级换热器，所述AOG输入管与所述二级换热器连接，所述一级换热器与所述AOG输入管连接，所述二级换热器设置有输出管。本申请通过设置一级换热器与二级换热器配合，将水蒸气在一级换热器内预加热后通入二级换热器，使得预热后的水蒸气加湿二级换热器内通入的AOG，再将二级换热器内加湿的AOG与水蒸气热交换，由于水蒸气放热过程中设备内部的气压较为稳定，从而提高了AOG加热过程中二级换热器内部气压的稳定程度。

Description

一种尾气模拟加湿加热系统

技术领域

本申请涉及固体氧化物燃料电池技术领域，尤其是涉及一种尾气模拟加湿加热系统。

背景技术

固体氧化物燃料电池是一种在高温下将储存燃料中的化学能直接转化为电能的发电装置。由于固体氧化物燃料电池具有长期稳定性好、能量转化效率高等优点，使得固体氧化物燃料电池在可移动便携电源、辅助动力装置、交通运输动力系统、军事运用等方面具有广泛的应用前景，近年来得到普遍重视。

在固体氧化物燃料电池的生产检测过程中，尾气燃烧器测试需要混合NG和AOG，通过监测AOG采样点的流量、压力以及温度，实现对尾气燃烧器的性能测试。

由于测试时，AOG需要先增湿再加热，常用的方式是将水蒸气与AOG混合后直接加热并通入反应炉，直接加热水蒸气与AOG的过程中，控制混合气体升温时，不便于控制加热设备内部的气压稳定，从而导致设备内的混合气体容易爆炸，容易产生安全隐患。

实用新型内容

为了提高AOG加热过程中气压的稳定程度，本申请提供一种尾气模拟加湿加热系统。

一种尾气模拟加湿加热系统，包括AOG输入管、一级换热器和二级换热器，所述AOG输入管与所述二级换热器连接，所述一级换热器与所述AOG输入管连接，所述二级换热器设置有输出管。

通过采用上述技术方案，一级换热器内预热后的水蒸气通入AOG输入管，与AOG输入管内的AOG混合，从而加湿AOG，同时预热后的水蒸气与AOG混合后，AOG被具有一定温度的水蒸气加热，预热加湿后的AOG进入二级换热器参与热交换，从而将加湿后的AOG加热并输出；由于一级换热器内热交换和二级换热器内热交换的过程中，一级换热器和二级换热器内气压较为稳定，从而提高了AOG加湿加热的过程中气压的稳定程度，提高了AOG加湿加热过程中的安全性。

优选的，所述AOG输入管设置有气动阀。

通过采用上述技术方案，能够控制AOG进入二级换热器被加湿加热或停止AOG的输送，从而能够先将预热后的水蒸气充满管道，再输送AOG，使得自一级换热器进入二级换热器的水蒸气辅助AOG输入管内的AOG快速进入二级换热器，从而提高了AOG进入二级换热器内加湿加热的效率，提高了AOG在尾气模拟加湿加热系统内被加湿加热的效率。

优选的，所述一级换热器位于所述二级换热器的下侧。

通过采用上述技术方案，便于水蒸气自一级换热器快速进入二级换热器，同时便于水蒸气辅助AOG输入管内的AOG快速进入二级换热器，提高了尾气模拟加湿加热系统内AOG加湿加热的效率。

优选的，所述一级换热器和所述二级换热器均为板式换热器。

由于板式换热器的架构紧凑，单位体积内的换热面积大，采用板式换热器提高了一级换热器内预热水蒸气的效率、二级换热器内加热AOG的效率，使得与AOG混合的水蒸气具有较高的预热温度，从而缩短了AOG与预热后的水蒸气混合时，AOG被加热的过程中花费的时间，提高了AOG在尾气模拟加湿加热系统内被加湿加热的效率。

优选的，所述一级换热器连接有补水罐和蒸汽炉。

通过采用上述技术方案，补水罐内的液态水输送至一级换热器，并在一级换热器内生成水蒸气，同时蒸汽炉将水蒸气通入一级换热器内参与热交换，冷凝生成的液态水通入蒸汽炉或补水罐参与后续的水汽循环，在一级换热器内部长时间的热交换过程中，液态水能够反复使用，从而降低了一级换热器内热交换的能耗。

优选的，所述一级换热器连接有过滤器，所述过滤器与所述蒸汽炉连接。

通过采用上述技术方案，循环使用后一级换热器输出的冷凝水流经过滤器，减少管路中混合于液态水中的杂质，从而便于长期使用过程中，冷凝水的流速保持稳定，不易堵塞管道，从而便于尾气模拟加湿加热系统的长时间使用。

优选的，所述过滤器连接有热泵，所述热泵与所述蒸汽炉连接。

通过采用上述技术方案，冷凝水通过热泵加热后再进入蒸汽炉加热成为水蒸气，使得了冷凝水在蒸汽炉内被加热成水蒸气的过程中，需要的时间较短，从而缩短了冷凝水被加热成为水蒸气的时间。

优选的，所述二级换热器与所述蒸汽炉连接，所述二级换热器与所述补水罐连接。

通过采用上述技术方案，蒸汽炉内的水蒸气输送至二级换热器，参与二级换热器内部的热交换，冷凝生成的水输送至补水罐，从而将二级换热器内部的混合气体加热，使得二级换热器内参与热交换后生成的冷凝水加入一级换热器参与的水汽循环，从而使得二级换热器配合一级换热器的使用过程中，冷凝水和水蒸气能够循环使用，从而降低了一级换热器和二级换热器热交换的能耗。

优选的，所述蒸汽炉的底端设置有蒸汽补液管。

通过采用上述技术方案，热交换过程中的水量损耗由蒸汽补液管直接通入蒸汽炉补足，使得尾气模拟混合加热系统在长时间的加湿加热过程中，无需反复打开蒸汽炉加水，直接通过蒸汽补液管向蒸汽炉内加水即可，从而便于设置有蒸汽炉的尾气模拟加湿加热系统的长时间使用。

优选的，所述蒸汽炉的顶端设置有放空口。

通过采用上述技术方案，蒸汽炉内加热液态水，并使液态水形成水蒸气的过程中，蒸汽炉内的气压能够通过放空口调节，增强了蒸汽炉内将液态水加热形成水蒸气的过程的安全性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置一级换热器与二级换热器配合，将水蒸气在一级换热器内预加热后通入二级换热器，使得预热后的水蒸气加湿二级换热器内通入的AOG，再将二级换热器内加湿的AOG与水蒸气热交换，由于水蒸气放热过程中设备内部的气压较为稳定，从而提高了AOG加热过程中二级换热器内部气压的稳定程度。

附图说明

图1是本申请实施例的尾气模拟加湿加热系统的整体结构示意图。

图2是尾气模拟加湿加热系统的部分结构示意图。

附图标记说明：

1、AOG输入管；2、一级换热器；3、二级换热器；4、输出管；5、换热器连接管；6、补水管；7、补水罐；8、冷凝一管；9、过滤器；10、冷凝加热管；11、热泵；12、冷凝连接管；13、蒸汽炉；14、冷凝二管；15、蒸汽连接管；16、放空口；17、蒸汽补液管；18、蒸汽输出管；19、气动阀。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种尾气模拟加湿加热系统。

参照图1，尾气模拟加湿加热系统包括AOG输入管1、一级换热器2和二级换热器3，二级换热器3设置有输出管4，AOG输入管1具有气动阀19。一级换热器2和二级换热器3均为板式换热器。AOG输入管1连接于二级换热器3的底端，一级换热器2的顶端连接有换热器连接管5，换热器连接管5远离一级换热器2的一端与AOG输入管1连接，且换热器连接管5与AOG输入管1连通。使得二级换热器3内被预热后的水蒸气与AOG输入管1内输入的AOG混合，并通入一级换热器2，加湿后的AOG被加热后通过输出管4输送至后续仪器。

参照图2，一级换热器2的底端连接有补水管6，补水管6远离一级换热器2的一端连接有补水罐7，使得补水罐7内的液态水进入一级换热器2生成水蒸气。一级换热器2的底端连接有冷凝一管8，冷凝一管8连接有过滤器9。过滤器9连接有冷凝加热管10，冷凝加热管10连接有热泵11。热泵11连接有冷凝连接管12，冷凝连接管12连接有蒸汽炉13。使得一级换热器2内生成的冷凝水通过冷凝一管8进入过滤器9过滤后，通过冷凝加热管10并被热泵11预热，再流经冷凝连接管12进入蒸汽炉13被加热成为水蒸气。

二级换热器3的底端连接有冷凝二管14，冷凝二管14与补水管6连接。使得二级换热器3内产生的冷凝水能够进入补水管6，从而进入补水罐7，或直接通过补水管6进入一级换热器2，从而便于二级换热器3内的冷凝水参与后续的水汽循环。

蒸汽炉13连接有蒸汽输出管18，蒸汽输出管18连接有蒸汽连接管15，蒸汽连接管15的一端与一级换热器2的顶端连接，蒸汽连接管15的另一端与二级换热器3的顶端连接，使得蒸汽炉13内生成的水蒸气通过蒸汽连接管15后，水蒸气通过蒸汽连接管15分散，一部分水蒸气进入一级换热器2参与热交换，另一部分水蒸气进入二级换热器3参与热交换。蒸汽炉13的顶端设置有放空口16，便于蒸汽炉13加热生成水蒸气的过程中，调节蒸汽炉13内外气压平衡。蒸汽炉13的底端设置有蒸汽补液管17，便于直接通过蒸汽补液管17向蒸汽炉13内输送液态水。

本申请实施例一种尾气模拟加湿加热系统的实施原理为：补水罐7内的液态水进入一级换热器2，与蒸汽炉13输入一级换热器2内的水蒸气热交换，生成的冷凝水经过滤器9过滤后进入蒸汽炉13，被加热后的水蒸气进入换热器连接管5，同时AOG输入管1内的AOG进入换热器连接管5，与预热后的水蒸气混合后进入二级换热器3，参与二级换热器3内的热交换，生成的冷凝水通入补水罐7用于一级换热器2内的热交换，生成的加湿加热后的AOG通过输出管4进入后续流程。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变换，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种尾气模拟加湿加热系统，其特征在于：包括AOG输入管(1)、一级换热器(2)和二级换热器(3)，所述AOG输入管(1)与所述二级换热器(3)连接，所述一级换热器(2)与所述AOG输入管(1)连接，所述二级换热器(3)设置有输出管(4)。

2.根据权利要求1所述的一种尾气模拟加湿加热系统，其特征在于：所述AOG输入管(1)设置有气动阀(19)。

3.根据权利要求1所述的一种尾气模拟加湿加热系统，其特征在于：所述一级换热器(2)位于所述二级换热器(3)的下侧。

4.根据权利要求1所述的一种尾气模拟加湿加热系统，其特征在于：所述一级换热器(2)和所述二级换热器(3)均为板式换热器。

5.根据权利要求1所述的一种尾气模拟加湿加热系统，其特征在于：所述一级换热器(2)连接有补水罐(7)和蒸汽炉(13)。

6.根据权利要求5所述的一种尾气模拟加湿加热系统，其特征在于：所述一级换热器(2)连接有过滤器(9)，所述过滤器(9)与所述蒸汽炉(13)连接。

7.根据权利要求6所述的一种尾气模拟加湿加热系统，其特征在于：所述过滤器(9)连接有热泵(11)，所述热泵(11)与所述蒸汽炉(13)连接。

8.根据权利要求5所述的一种尾气模拟加湿加热系统，其特征在于：所述二级换热器(3)与所述蒸汽炉(13)连接，所述二级换热器(3)与所述补水罐(7)连接。

9.根据权利要求5所述的一种尾气模拟加湿加热系统，其特征在于：所述蒸汽炉(13)底端设置有蒸汽补液管(17)。

10.根据权利要求5所述的一种尾气模拟加湿加热系统，其特征在于：所述蒸汽炉(13)顶端设置有放空口(16)。

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