CN219390652U - 一种田字式溢流储热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及煤矿瓦斯余热利用技术领域的一种田字式溢流储热装置，包括二次换热器、三次换热器和储水箱，储水箱内设有十字形绝热隔板，十字形绝热隔板将储水箱分割为四个独立的储水腔，储水箱前侧的两个储水腔为回水腔，储水箱后侧的两个储水腔为蓄热腔，前后对应的蓄热腔与回水腔之间设有若干溢流管，溢流管设于十字形绝热隔板的顶端，且溢流管内设有能够使介质向回水腔单向流通的单向阀，蓄热腔的热水进口与二次换热器的冷媒出口相连通，且蓄热腔的热水出口与三次换热器的热媒进口相连通，回水腔的回水进口与三次换热器的热媒出口相连通。本装置能够对煤矿瓦斯发电机组排放的高温烟气中的残留余热实现更高效、更可靠地利用。

Description

一种田字式溢流储热装置

技术领域

本实用新型属于煤矿瓦斯余热利用技术领域，具体地说，涉及一种田字式溢流储热装置。

背景技术

煤矿瓦斯发电机组排放的高温烟气余热含量较高(烟气温度通常达290℃左右)，需要通过设置换热设备对烟气中的余热加以回收利用，目前通过自来水回收烟气余热后勾兑冷水供给澡堂使用，热能利用率较低，且受发电机组的负荷变化和机组运行稳定性的影响，热水的供应量并不稳定，发电机组负荷低或停机检修时，将使热水的供应量受到很大影响，而发电机组满负荷运行时，又会导致热水量较大，矿区浴池利用不完的情况出现，不利于实现余热的高效利用。另外，由于采用自来水作为冷却介质，换热设备内部容易结垢，从而运行一段时间后就会出现换热效率降低，故障率升高的情况出现，难以保证设备的长期稳定运行。

由此，亟需研发一种能够对煤矿瓦斯发电机组排放的高温烟气中的残留余热实现更高效、更可靠利用的新装置。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于解决上述的技术问题，提出一种田字式溢流储热装置，以便对煤矿瓦斯发电机组排放的高温烟气中的残留余热实现更高效、更可靠地利用。

其技术方案为：一种田字式溢流储热装置，包括二次换热器、三次换热器和储水箱，所述储水箱为保温水箱，且储水箱的顶部设有保温盖板，所述储水箱内设有十字形绝热隔板，所述十字形绝热隔板将储水箱分割为四个独立的储水腔，其中储水箱前侧的两个储水腔为回水腔，储水箱后侧的两个储水腔为蓄热腔，前后对应的蓄热腔与回水腔之间设有若干溢流管，所述溢流管设于十字形绝热隔板的顶端，且溢流管内设有能够使介质向回水腔单向流通的单向阀，所述蓄热腔的热水进口与二次换热器的冷媒出口相连通，且蓄热腔的热水出口与三次换热器的热媒进口相连通，所述回水腔的回水进口与三次换热器的热媒出口相连通，所述二次换热器的冷媒选用自来水。

优选地，所述十字形绝热隔板内部为真空结构或十字形绝热隔板内部设有空腔，空腔中填充有隔热材料，以保证各储水腔的保温效果。

优选地，每个蓄热腔的侧壁上均设有热水进口和热水出口，所述热水进口设于热水出口上方，且热水出口设于蓄热腔的底部，每个回水腔的侧壁上均设有回水进口和回水出口，所述回水进口设于回水出口上方，且回水出口设于回水腔的底部，以保证各蓄热腔的热水和回水腔的回水得到充分利用。

优选地，所述热水进口外侧连接有热水进管，所述热水出口外侧连接有热水出管，所述回水进口外侧连接有回水进管，所述回水出口外侧连接有回水出管，每个热水进管上分别设有电动阀一，每个热水出管上分别设有电动阀二，每个回水进管上分别设有电动阀三，每个回水出管上靠近回水腔处分别设有电动阀四，两个蓄热腔的热水出管汇集到一根出水母管上，且出水母管远离两个热水出管的一端设有供热泵，两个蓄热腔的热水进管远离蓄热腔的一端分别与一根进水母管相连通，两个回水腔的回水进管远离回水腔的一端均连接在一根回水母管上，两个回水出管上分别设有给水泵。通过操控各热水进管上的电动阀一，将来自二次换热器的60-65℃的一次热水存储到相应的蓄热腔内，通过操控各热水出管上的电动阀二，可根据需要将各蓄热腔内的一次热水通过供热泵输送到三次换热器内，一次热水与三次换热器内的冷媒热交换后降温到45-50℃并通过回水母管输送到回水腔内，再通过两个给水泵泵送到矿区各洗浴中心作为洗浴用水使用，三次换热器内的冷媒被一次热水换热升温15℃左右后用于矿井副井口供暖。

优选地，两个回水腔的回水出管之间设有连通管，所述连通管上设有连通阀，当其中一个回水腔内蓄水不足时，可通过操控连通阀和相应的电动阀四，即可将另一个回水腔中的回水补入缺水的回水腔中或直接泵送到相应的洗浴中心，以保证各洗浴中心的连续稳定使用。

优选地，每个回水腔的侧壁顶部均设有溢流口，所述溢流口外连接有溢流排放管，当回水腔的水位高于溢流口时，可通过溢流排放管外排，外排的溢流水可作为二次换热器的冷媒循环使用。

优选地，所述二次换热器和三次换热器均选用板式换热器，以保证较高的换热效率。

优选地，各储水腔内分别设置有液位传感器和温度传感器，且各储水腔的底部分别设置有排污阀，通过液位传感器和温度传感器，用于监控各储水腔内的水位和温度，方便根据需要及时调整补水量和出水量。通过排污阀，可实现定期排污或检修时排水。

本实用新型还包括能够使一种田字式溢流储热装置正常使用的其它组件，均为本领域的常规手段，另外，本实用新型中未加限定的装置或组件，如二次换热器、三次换热器、各电动阀、连通阀、供热泵、给水泵、保温水箱、保温盖板、液位传感器和温度传感器等均采用本领域的现有技术，本领域技术人员可根据实际需要选择对应组件的规格和型号。

本实用新型的工作原理是，采用软化水作为煤矿瓦斯发电机组中高温烟道内的一次换热设备(不锈钢扰流子换热器)的冷媒，软化水与烟气热交换后温度升至80℃左右后作为二次换热器的二次热源，将二次换热器中通入的自来水进行转换增热使自来水升温至60—65℃后，60—65℃的自来水被送入蓄热腔中进行存储，降温后的软化水闭式循环到一次换热设备中与高温烟气再次发生热交换，实现对烟气余热的高效吸收。蓄热腔中的自来水作为三次换热器的三次热源对三次换热器中通入的循环水进行转换增热，三次换热器中的循环水被升温15℃左右后对矿井副井口进行供暖，三次热源在三次换热器中被冷却至45—50℃后送入回水腔中储存备用，通过给水泵将回水腔中的回水输送到矿区各洗浴中心与自来水勾兑后用作职工洗浴水，当二次换热器中转换增热后的自来水量较大，蓄热腔内水位超过十字形绝热隔板的顶端的溢流管时，蓄热腔内的热水会通过相应的单向阀流入对应的回水腔中，用于提高回水腔的水温并增加回水腔中的水量，以利于对热能的充分利用。可以理解的是，回水腔中水温升高时，洗浴时多勾兑冷水即可，不影响正常使用。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本装置结构简单，操作方便，能够对煤矿瓦斯发电机组排放的高温烟气中的残留余热实现更高效、更可靠地利用。

附图说明

图1为实施例中本实用新型的整体结构示意图。

图2为图1中去掉保温盖板后的结构示意图。

图3为图2的背侧结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型技术作进一步详细说明。

实施例：

为了对煤矿瓦斯发电机组排放的高温烟气中的残留余热实现更高效、更可靠地利用，如图1～3所示，本实施例提出了一种田字式溢流储热装置，包括二次换热器(图中未示出)、三次换热器(图中未示出)和储水箱1，所述储水箱为保温水箱，且储水箱的顶部设有保温盖板2，所述二次换热器和三次换热器均选用板式换热器；所述储水箱内设有十字形绝热隔板3，所述十字形绝热隔板将储水箱分割为四个独立的储水腔，其中储水箱前侧的两个储水腔为回水腔5，储水箱后侧的两个储水腔为蓄热腔4，前后对应的蓄热腔与回水腔之间设有若干溢流管6，所述溢流管设于十字形绝热隔板的顶端，且溢流管内设有能够使介质向回水腔单向流通的单向阀，为方便对单向阀的检修和维护，在保温盖板的相应位置上通过铰链设有多个可翻开的检修门20，所述蓄热腔的热水进口与二次换热器的冷媒出口相连通，且蓄热腔的热水出口与三次换热器的热媒进口相连通，所述回水腔的回水进口与三次换热器的热媒出口相连通，所述二次换热器的冷媒选用自来水。

本实施例中，所述十字形绝热隔板内部设有空腔(图中未示出)，空腔中填充有隔热材料(图中未示出)，以保证各储水腔的保温效果。

具体地，每个蓄热腔的侧壁上均设有热水进口和热水出口，所述热水进口设于热水出口上方，且热水出口设于蓄热腔的底部，每个回水腔的侧壁上均设有回水进口和回水出口，所述回水进口设于回水出口上方，且回水出口设于回水腔的底部，以保证各蓄热腔的热水和回水腔的回水得到充分利用。所述热水进口外侧连接有热水进管7，所述热水出口外侧连接有热水出管8，所述回水进口外侧连接有回水进管9，所述回水出口外侧连接有回水出管10，每个热水进管上分别设有电动阀一，每个热水出管上分别设有电动阀二，每个回水进管上分别设有电动阀三，每个回水出管上靠近回水腔处分别设有电动阀四，两个蓄热腔的热水出管汇集到一根出水母管11上，且出水母管远离两个热水出管的一端设有供热泵12，两个蓄热腔的热水进管远离蓄热腔的一端分别与一根进水母管13相连通，两个回水腔的回水进管远离回水腔的一端均连接在一根回水母管14上，两个回水出管上分别设有给水泵15。通过操控各热水进管上的电动阀一，将来自二次换热器的60-65℃的一次热水存储到相应的蓄热腔内，通过操控各热水出管上的电动阀二，可根据需要将各蓄热腔内的一次热水通过供热泵输送到三次换热器内，一次热水与三次换热器内的冷媒热交换后降温到45-50℃并通过回水母管输送到回水腔内，再通过两个给水泵泵送到矿区各洗浴中心作为洗浴用水使用，三次换热器内的冷媒被一次热水换热升温15℃左右后用于矿井副井口供暖。

作为上述实施例的一种优选实施方式，两个回水腔的回水出管之间设有连通管16，且连通管与回水管的连接处位于该回水出管上的给水泵与电动阀四之间，所述连通管上设有连通阀17，当其中一个回水腔内蓄水不足时，可通过操控连通阀和相应的电动阀四，即可将另一个回水腔中的回水补入缺水的回水腔中或直接泵送到相应的洗浴中心，以保证各洗浴中心的连续稳定使用。每个回水腔的侧壁顶部均设有溢流口，所述溢流口外连接有溢流排放管18，当回水腔的水位高于溢流口时，可通过溢流排放管外排，外排的溢流水可作为二次换热器的冷媒循环使用。

作为本实施例配套的附属设备，各储水腔内分别设置有液位传感器(图中未示出)和温度传感器(图中未示出)，且各储水腔的底部分别设置有排污阀19，通过液位传感器和温度传感器，用于监控各储水腔内的水位和温度，通过排污阀，可实现定期排污或检修时排水。

需要说明的是，本实施例中的板式换热器、各电动阀、连通阀、供热泵、给水泵、保温水箱、保温盖板、液位传感器和温度传感器等均采用本领域的现有技术，本领域技术人员可根据实际需要选择对应组件的规格和型号。

本实用新型的工作原理是，采用软化水作为煤矿瓦斯发电机组中高温烟道内的一次换热设备(不锈钢扰流子换热器)的冷媒，软化水与烟气热交换后温度升至80℃左右后作为二次换热器的二次热源，将二次换热器中通入的自来水进行转换增热使自来水升温至60—65℃后，60—65℃的自来水被送入蓄热腔中进行存储，降温后的软化水闭式循环到一次换热设备中与高温烟气再次发生热交换，实现对烟气余热的高效吸收。蓄热腔中的自来水作为三次换热器的三次热源对三次换热器中通入的循环水进行转换增热，三次换热器中的循环水被升温15℃左右后对矿井副井口进行供暖，三次热源在三次换热器中被冷却至45—50℃后送入回水腔中储存备用，通过给水泵将回水腔中的回水输送到矿区各洗浴中心与自来水勾兑后用作职工洗浴水，当二次换热器中转换增热后的自来水量较大，蓄热腔内水位超过十字形绝热隔板的顶端的溢流管时，蓄热腔内的热水会通过相应的单向阀流入对应的回水腔中，用于提高回水腔的水温并增加回水腔中的水量，以利于对热能的充分利用。可以理解的是，回水腔中水温升高时，洗浴时多勾兑冷水即可，不影响正常使用。

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 (9)

1.一种田字式溢流储热装置，包括二次换热器、三次换热器和储水箱，所述储水箱为保温水箱，且储水箱的顶部设有保温盖板，其特征在于：所述储水箱内设有十字形绝热隔板，所述十字形绝热隔板将储水箱分割为四个独立的储水腔，其中储水箱前侧的两个储水腔为回水腔，储水箱后侧的两个储水腔为蓄热腔，前后对应的蓄热腔与回水腔之间设有若干溢流管，所述溢流管设于十字形绝热隔板的顶端，且溢流管内设有能够使介质向回水腔单向流通的单向阀，所述蓄热腔的热水进口与二次换热器的冷媒出口相连通，且蓄热腔的热水出口与三次换热器的热媒进口相连通，所述回水腔的回水进口与三次换热器的热媒出口相连通，所述二次换热器的冷媒选用自来水。

2.根据权利要求1所述的田字式溢流储热装置，其特征在于：所述十字形绝热隔板内部为真空结构。

3.根据权利要求1所述的田字式溢流储热装置，其特征在于：所述十字形绝热隔板内部设有空腔，空腔中填充有隔热材料。

4.根据权利要求1所述的田字式溢流储热装置，其特征在于：每个蓄热腔的侧壁上均设有热水进口和热水出口，所述热水进口设于热水出口上方，且热水出口设于蓄热腔的底部，每个回水腔的侧壁上均设有回水进口和回水出口，所述回水进口设于回水出口上方，且回水出口设于回水腔的底部。

5.根据权利要求4所述的田字式溢流储热装置，其特征在于：所述热水进口外侧连接有热水进管，所述热水出口外侧连接有热水出管，所述回水进口外侧连接有回水进管，所述回水出口外侧连接有回水出管，每个热水进管上分别设有电动阀一，每个热水出管上分别设有电动阀二，每个回水进管上分别设有电动阀三，每个回水出管上靠近回水腔处分别设有电动阀四，两个蓄热腔的热水出管汇集到一根出水母管上，且出水母管远离两个热水出管的一端设有供热泵，两个蓄热腔的热水进管远离蓄热腔的一端分别与一根进水母管相连通，两个回水腔的回水进管远离回水腔的一端均连接在一根回水母管上，两个回水出管上分别设有给水泵。

6.根据权利要求5所述的田字式溢流储热装置，其特征在于：两个回水腔的回水出管之间设有连通管，所述连通管上设有连通阀。

7.根据权利要求1所述的田字式溢流储热装置，其特征在于：每个回水腔的侧壁顶部均设有溢流口，所述溢流口外连接有溢流排放管。

8.根据权利要求1所述的田字式溢流储热装置，其特征在于：所述二次换热器和三次换热器均选用板式换热器。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的田字式溢流储热装置，其特征在于：各储水腔内分别设置有液位传感器和温度传感器，且各储水腔的底部分别设置有排污阀。