[发明专利]一种管式超高温气体冷却器

说明书

本发明公开一种管式超高温气体冷却器，包括壳体，在壳体的一端设置有气体进口，在壳体的另一端设置有气体出口，在壳体内部沿其轴向设置有阶梯换热模块；所述阶梯换热模块是由若干个筒状换热模块首尾连接而成，且从气体进口至气体出口，筒状换热模块的外径逐渐增大，在最接近气体进口的筒状换热模块的前端设置有中心导流体；所述筒状换热模块包括前挡板、后挡板和网状筒，网状筒连接在前挡板和后挡板之间；在前挡板和后挡板之间且位于网状筒的外侧设置有换热毛细管组，换热毛细管组包括若干根毛细螺旋管和岐管，所述毛细螺旋管连接在相邻两组岐管之间，毛细螺旋管呈渐开线形式布置。本发明紧凑高效，作为冷却器可做到高效降温。

技术领域

本发明涉及换热器领域，尤其涉及气体冷却换热设备和工业余热回收设备，具体地说是涉及一种管式超高温气体冷却器。

背景技术

在工业生产中，常常会产生大量工业气体，按照温度品位，工业余热一般分为600℃以上的高温余热，300～600℃的中温余热和300℃以下的低温余热三种。由于资源日益紧张，对于节能和环保越来越重视，多种新型节能加热、燃烧设备等逐渐发展完善，且采用新型耐火纤维等优质保温材料后使得散热损失明显下降。对于燃烧设备则采用先进的燃烧装置强化了燃烧，降低了不完全燃烧量，空燃比也趋于合理。然而降低排烟热损失和回收烟气余热的技术仍进展不快，工业上的大量高温炉灶排出烟气温度很高，热能损失严重。为了进一步提高加热炉的热效率，达到节能降耗的目的，回收烟气余热也是一项重要的节能途径。

工业上通常采用换热设备来冷却废气并回收其中的余热，其中常用的有热管余热回收器、间壁式换热器、中间载体式换热器和节能陶瓷换热器等。对于几种不同的换热设备，其适用的工况和条件不同，因此也具有其不同的优缺点。

在常用的换热设备中，间壁式换热器主要有管式、板式及同流换热器等几类，其中管式换热器虽然热效率较低，平均在26％～30％，紧凑性和金属耗材等方面也逊色于其它类型换热器，但它具有结构坚固、适用弹性大和材料范围广的特点，是工业余热回收中应用最广泛的热交换设备。热管式换热器应用较为广泛，其功率稳定且换热效率较好，但热管换热器由于钢水的化学不相容性而严重影响了其寿命，对于高温高速余热热管换热器的性能十分不稳定，且寿命也显著下降，而且一种热管换热器只能针对地回收一个温度范围内的余热。节能陶瓷换热器由于抗腐蚀能力极好而开始运用到高温气体换热中，但由于其材料为陶瓷，因此存在着易碎和不易密封的缺点。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种管式超高温气体冷却器。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种管式超高温气体冷却器，包括壳体，在壳体的一端设置有气体进口，在壳体的另一端设置有气体出口，在壳体内部沿其轴向设置有阶梯换热模块；

所述阶梯换热模块是由若干个筒状换热模块首尾连接而成，且从气体进口至气体出口，筒状换热模块的外径逐渐增大，在最接近气体进口的筒状换热模块的前端设置有中心导流体；

所述筒状换热模块包括前挡板、后挡板和网状筒，在前挡板和后挡板的中心均设置有中心孔，中心孔的直径与网状筒的直径相等，网状筒连接在前挡板和后挡板之间，在前挡板和后挡板之间还设置有拉杆；

在前挡板和后挡板之间且位于网状筒的外侧设置有换热毛细管组，换热毛细管组包括若干根毛细螺旋管和岐管，所述岐管沿筒状换热模块的轴向布设，岐管的一端封堵，另一端与入口分流环管或出口分流环管连接；岐管按照与筒体轴心的距离不同，共划分成若干组，每组岐管在以轴心为圆心的同心圆上均匀布置；相邻两组岐管，其中一组岐管与入口分流环管连接，另一组岐管与出口分流环管连接，入口分流环管和出口分流环管均设置在筒状换热模块的后挡板外侧；

所述毛细螺旋管连接在相邻两组岐管之间，毛细螺旋管呈渐开线形式布置；

所有筒状换热模块上的入口分流环管均与液体入口总管相连通，所有筒状换热模块上的出口分流环管均与液体出口总管相连通。