[发明专利]一种高效焦炉上升管热交换装置

说明书

本发明公开一种高效焦炉上升管热交换装置。所述的热交换装置包括设置在内壳与外壳之间的换热介质流动空间；在所述的换热介质流动空间内设置有分流器、阻流环和/或导流装置。分流器将进入换热介质流动空间的换热介质沿圆周方向进行分布，换热介质经分流器和阻流环均布后，进入上部导流换热空间，由导流装置作用使得换热介质在该区间具有较高的湍动能，经过吸热的换热介质进入上部阻流环和分流器，经出口流出换热器，完成热量交换。该换热器可有效提高夹套换热器换热面的使用率，减少流动死区，提高夹套换热器性能。

技术领域

本发明涉及一种高效焦炉上升管热交换装置。

技术背景

焦炉荒煤气成分复杂，理论分析可回收荒煤气中500℃以上的余热，约占荒煤气显热的30％。目前应用的荒煤气显热回收装置主要为水夹套换热器，在实际运行中，往往只能回收约20％的荒煤气显热。

经过分析可以得出，现在水夹套换热器汽水通道采用光面或者直肋形式，循环水在换热器内部流动极不均匀，在换热器进口垂直面上部和出口垂直面下部存在大量流动死区，该区域不能有效利用换热器换热面，导致换热器换热效率不高。现有情况下通常需采用增加循环倍率方式来提高换热器内部流动，但该方式并不能显著降低流动死区面积，反而会增加循环泵能耗。同时，换热器由于流动死区存在，内壳壁面不同位置被水所带出的热量也不均匀，导致换热器内壁温度分布存在差异，容易形成周向应力，影响换热器使用寿命。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提出一种高效焦炉上升管热交换装置，针对传统夹套式换热器壁面使用率低，本发明能够提高换热器壁面的利用率，提高荒煤气显热回收效率。

为了达到上述目的，本发明高效焦炉上升管热交换装置，所述的热交换装置包括设置在内壳与外壳之间的换热介质流动空间；在所述的换热介质流动空间内设置有分流器、阻流环和/或导流装置。

优选的，所述的热交换装置由内壳、中间壳和外壳组成，在所述的外壳与中间壳之间设置有保温层；其中，所述的换热介质流动空间位于内壳与中间壳之间。

优选的，所述的分流器、阻流环和/或导流装置设置在内壳和/中间壳位于换热介质流动空间侧的侧壁上。

优选的，所述的分流器包括下部分流器和上部分流器，分流器通过焊接固定在内壳上，下部分流器下部边缘高于换热介质进口上部边缘，上部分流器上部边缘低于换热介质出口下部边缘；

分流器为人字形或者一字型，分流器沿圆周方向分布，分流器在进、出口位置分布较密，在远离进、出口位置逐渐变疏，在离进、出口1/4圆周后均匀分布。

优选的，所述的阻流环包括下部阻流环和上部阻流环，下部阻流环布置在下部分流器上部，上部阻水布置在上部分流器下部，阻流环沿圆周方向至少布置一圈，通过焊接方式固定在换热器内壁上；

阻流环的截面为三角形或圆弧形，当截面为三角形时，顶角为锐边或圆弧过渡；阻流环的高度为换热介质流动空间水平宽度的1/3～1/2。

优选的，所述的导流装置于阻流环之间，沿圆周方向均匀分布，通过焊接方式固定在内壳内壁上；

导流装置的截面为三角形或圆弧形，当截面为三角形时，顶角为锐边或圆弧过渡；导流装置的高度为换热介质流动空间水平宽度的1/4～1/3；

导流装置优选人字形结构。

本发明通过在换热介质流动空间布置分流器、阻流环和导流装置，换热介质经过换热介质进口送入换热介质流动空间，经过下部分流器进行一次分布，再通过阻流环进行二次分布，从而达到流体在换热介质流动空间均匀分布的目的，经过导流装置，使得换热介质在较低速度下具有较高湍动能，并能有效避免传热恶化，换热介质继续向上流动经过上部阻流环和分流器后从换热介质出口流出。

附图说明