CN219572773U - 一种利用尾气余热保温的移动式蒸汽蓄热装置 - Google Patents

Abstract

一种利用尾气余热保温的移动式蒸汽蓄热装置，通过设置母管及间隔设在母管上的多组布汽单元组，布汽系统的管路上下交错布置，布汽母管可制造成多管路，不同的高度，更好的解决液相空间温度分层现象，减少流动死区，而串联的两级文丘里结构，使气泡更破碎，增加了换热面积，导流罩结构增强水侧循环，加速液相空间温度匀化，极大的提高了移动储能装置的蓄热能力。

Description

一种利用尾气余热保温的移动式蒸汽蓄热装置

技术领域

本实用新型属于移动供热技术领域，特别涉及一种利用尾气余热保温的移动式蒸汽蓄热装置。

背景技术

在工业生产中，有很多热量以余热、废热的形式排出，从而造成我国的能源利用率低。以垃圾焚烧电厂为例，在填埋发电机组运行的过程中，有三分之一的热量用来做功，三分之一的热量以机油或者冷却水散热的形式损失掉，其余三分之一通过烟气散失，所以垃圾填埋气发电厂的余热主要为烟气余热和发电机冷却余热。这部分余热利用主要有两种形式：其一，利用余热锅炉产生蒸汽，将其热量和动能转化成电能，然后并入国家电网，这种方式投入成本较大，效率较低，但是利用简单。其二，余热锅炉产生的蒸汽直接供用户使用，此方式投入成本较低，但是由于垃圾填埋厂大多位置偏僻，周围几乎找不到热用户，这成为制约余热回收利用的瓶颈。

随着技术的发展，移动供热技术悄然兴起，成为连接上游热源和下游用热用户的桥梁。当前的移动供热技术，主要以水为蓄热介质，利用水的单位容积熵远大于蒸汽的性质而设计的间接储存蒸汽的压力容器。余热锅炉产生的蒸汽充入移动供热装置中，将热能以饱和水的形式储存起来，运输到热用户侧。当用户需要用汽时，利用压力的变化发生闪蒸，产生的蒸汽供热用户使用。移动供热技术，节约了管网的初投资，基本不受距离的限制，使用灵活，更重要的是为上游余热找到很好的“归宿”，极大的提高了能源利用率，但是现有的移动供热技术液相空间对流强度弱，直接影响蒸汽在水中的冷凝量，蒸汽未充分换热就进入到了气相空间，造成了不可逆的熵损失。

产生废热、余热的上游工厂大多地理位置偏僻，回收的热量无法直接利用。移动蓄热领域由于移动装置的重量限制，对于蓄热装置的设计有一定限制，导致目前移动蓄热装置对流强度弱，蒸汽未完全冷凝就进入到了气相空间，液相空间温度分层，换热不均匀；汽车尾气排放温度到，未能充分利用就排放到大气中造成热量损失；在移动储能车运输时间过长时，保温性能不佳，造成热量损失过大。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种利用尾气余热保温的移动式蒸汽蓄热装置，充分利用尾气的余热，缓解液相空间温度分层现象。

为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种利用尾气余热保温的移动式蒸汽蓄热装置，包括运输装置、置于运输装置上的蓄热罐箱以及尾气余热发电装置，且蓄热罐箱包括壳体以及连通设于壳体内部的进水管、供汽管以及布汽系统；

所述壳体采用筒体结构且其两端相应设有封头，筒体结构内还填充设有蓄热材料并与尾气余热发电装置控制连接；

所述布汽系统包括母管及间隔设在母管上的多组布汽单元组，且母管与供汽管连通并沿蓄热罐箱轴向延伸分布；

每组布汽单元组均包括与母管连通设置的布汽支管以及罩设在布汽支管外部的导流罩，且导流罩固设在母管上并包括上部的导流通道以及下部的引流通道，导流通道与开设在布汽支管壁面上的布汽口角度相同设置，

而导流通道出口处还设置有文丘里结构。

所述导流通道出口处的文丘里结构设为两级文丘里串联。

所述导流罩包括设于布汽支管上方的第一导流板以及对称设于布汽支管两侧的第二导流板，且第一导流板的两端与第二导流板上缘间的间隙构成导流通道，而第二导流板下缘间的间隙构成引流通道，且布汽支管上端部的壁面上开有与导流通道对应的第一布汽口和第二布汽口。

所述布汽支管的轴向端部还设有轴侧布汽口。

所述筒体结构外部还套设有保温层。

所述蓄热材料内敷设有电加热构件，电加热构件与尾气余热发电装置控制连接。

所述尾气余热发电装置包括尾气热源、冷却水系统以及温差发电器，且冷却水系统与温差发电器的模块冷端控制连接。

所述冷却水系统包括依次连接的水箱、阀门、循环水泵以及流量计，并持续对温差发电器的模块冷端提供冷量。

本实用新型的有益效果是：

（1）该利用尾气余热保温的移动式蒸汽蓄热装置，通过设置母管及间隔设在母管上的多组布汽单元组，布汽系统的管路上下交错布置，布汽母管可制造成多管路，不同的高度，更好的解决液相空间温度分层现象，减少流动死区，而串联的两级文丘里结构，使气泡更破碎，增加了换热面积，导流罩结构增强水侧循环，加速液相空间温度匀化，极大的提高了移动储能装置的蓄热能力。

（2）尾气余热发电技术与保温结合，充分利用尾气的余热，将尾气的热能转化成电能，电能再转化成热能，储存在蓄热材料中，用于罐箱保温，减少罐体热量损失，可广泛用于各类余热、废热场景。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是蓄热罐箱的结构示意图；

图3是图2中的A-A部放大示意图；

图4是布汽单元组的局部主视图；

图5是尾气余热发电装置的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

本实用新型提供了一种利用尾气余热保温的移动式蒸汽蓄热装置，如图1至图5所示。

一种利用尾气余热保温的移动式蒸汽蓄热装置，包括运输装置1、置于运输装置上的蓄热罐箱2以及尾气余热发电装置8，且蓄热罐箱2包括壳体以及连通设于壳体内部的进水管6、供汽管7以及布汽系统。

所述壳体采用筒体结构且其两端相应设有封头，筒体结构内还填充设有蓄热材料4并与尾气余热发电装置8控制连接；布汽系统包括母管及间隔设在母管上的多组布汽单元组，且母管与供汽管7连通并沿蓄热罐箱轴向延伸分布。

每组布汽单元组均包括与母管连通设置的布汽支管9以及罩设在布汽支管9外部的导流罩93，且导流罩93固设在母管上并包括上部的导流通道95以及下部的引流通道94，导流通道95与开设在布汽支管9壁面上的布汽口角度相同设置。

而导流通道95出口处还设置有文丘里结构；本实施例中，导流通道95出口处的文丘里结构设为两级文丘里串联。一级文丘里管结构96的收缩管段、喉管段和扩散管段处经强湍流水力剪切破碎生成气泡群，气液两相流经二级文丘里管结构97使分散气泡进一步碎化生成更破碎的气泡，增加气液交界面的面积，增强换热。

所述导流罩93包括设于布汽支管9上方的第一导流板以及对称设于布汽支管两侧的第二导流板，且第一导流板的两端与第二导流板上缘间的间隙构成导流通道95，而第二导流板下缘间的间隙构成引流通道94，且布汽支管9上端部的壁面上开有与导流通道95对应的第一布汽口和第二布汽口；第一布汽口和第二布汽口沿轴向均间隔设有多个，而布汽支管9的轴向端部还设有轴侧布汽口91，增加汽液换热面积，极大的提高了换热效率。

所述筒体结构外部还套设有保温层3，本实施例中，筒体结构和两端封头外壁均采用玻璃棉毡外保温层包覆。

所述蓄热材料内敷设有电加热构件5，电加热构件5与尾气余热发电装置8控制连接；而尾气余热发电装置8包括尾气热源、冷却水系统以及温差发电器，且冷却水系统与温差发电器的模块冷端11控制连接，温差发电器的原理是由高温尾气携带的大量余热给模块热端10提供热量，同时冷却水系统给模块冷端11提供冷量，量模块端产生温度梯度，从而产生电能。

本实施例中，冷却水系统包括依次连接的水箱17、阀门16、循环水泵15以及流量计14，持续对温差发电器的模块冷端11提供冷量。高温尾气携带的大量余热给温差发电器的模块热端10提供热量，同时冷却水系统给模块冷端11提供冷量，量模块端产生温度梯度，从而产生电能。

该利用尾气余热保温的移动式蒸汽蓄热装置，布汽系统的管路上下交错布置，布汽母管可制造成多管路，不同的高度，更好的解决液相空间温度分层现象，减少流动死区，而串联的两级文丘里结构，使气泡更破碎，增加了换热面积，导流罩结构增强水侧循环，加速液相空间温度匀化，极大的提高了移动储能装置的蓄热能力；同时又将尾气余热发电技术与保温结合，充分利用尾气的余热，将尾气的热能转化成电能，电能再转化成热能，储存在蓄热材料中，用于罐箱保温，减少罐体热量损失，可广泛用于各类余热、废热场景。

本专利中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，上述词语并没有特殊的含义。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及等同物界定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“中心”、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，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。

Claims (8)

1.一种利用尾气余热保温的移动式蒸汽蓄热装置，其特征在于：包括运输装置、置于运输装置上的蓄热罐箱以及尾气余热发电装置，且蓄热罐箱包括壳体以及连通设于壳体内部的进水管、供汽管以及布汽系统；

所述壳体采用筒体结构且其两端相应设有封头，筒体结构内还填充设有蓄热材料并与尾气余热发电装置控制连接；

所述布汽系统包括母管及间隔设在母管上的多组布汽单元组，且母管与供汽管连通并沿蓄热罐箱轴向延伸分布；

每组布汽单元组均包括与母管连通设置的布汽支管以及罩设在布汽支管外部的导流罩，且导流罩固设在母管上并包括上部的导流通道以及下部的引流通道，导流通道与开设在布汽支管壁面上的布汽口角度相同设置，

而导流通道出口处还设置有文丘里结构。

2.根据权利要求1所述的一种利用尾气余热保温的移动式蒸汽蓄热装置，其特征在于：所述导流通道出口处的文丘里结构设为两级文丘里串联。

3.根据权利要求1所述的一种利用尾气余热保温的移动式蒸汽蓄热装置，其特征在于：所述导流罩包括设于布汽支管上方的第一导流板以及对称设于布汽支管两侧的第二导流板，且第一导流板的两端与第二导流板上缘间的间隙构成导流通道，而第二导流板下缘间的间隙构成引流通道，且布汽支管上端部的壁面上开有与导流通道对应的第一布汽口和第二布汽口。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种利用尾气余热保温的移动式蒸汽蓄热装置，其特征在于：所述布汽支管的轴向端部还设有轴侧布汽口。

5.根据权利要求4所述的一种利用尾气余热保温的移动式蒸汽蓄热装置，其特征在于：所述筒体结构外部还套设有保温层。

6.根据权利要求5所述的一种利用尾气余热保温的移动式蒸汽蓄热装置，其特征在于：所述蓄热材料内敷设有电加热构件，电加热构件与尾气余热发电装置控制连接。

7.根据权利要求4所述的一种利用尾气余热保温的移动式蒸汽蓄热装置，其特征在于：所述尾气余热发电装置包括尾气热源、冷却水系统以及温差发电器，且冷却水系统与温差发电器的模块冷端控制连接。

8.根据权利要求7所述的一种利用尾气余热保温的移动式蒸汽蓄热装置，其特征在于：所述冷却水系统包括依次连接的水箱、阀门、循环水泵以及流量计，并持续对温差发电器的模块冷端提供冷量。