[实用新型]复合式相变换热器

说明书

本实用新型涉及到一种热工节能设备，用于回收利用锅炉等热设备所排放烟气的余热。

本实用新型以日刊《化学装置》1981.6期中报导的一种真空换热器作为它的最相关对比技术。该真空相变换热器的主要结构如图2所示。整个装置由蒸发室10和冷凝室15两部分组成，蒸发室中横向安装有螺纹烟道管16，冷凝室中横向安装有冷凝管14，冷凝室的顶部接一真空泵13。当锅炉一类的热设备排放的低温废烟气由方向11通过烟道管16时，使蒸发室中的水气化，沸腾状态下的水蒸汽进入冷凝室，将流经冷凝管的水12加热，得到80℃以上的热水，这部分热水由于比省煤器所得的热水温度高，除了可以返回锅炉以外，还可以直接用作轻纺、化工中的工艺用水。设置真空泵的目的在于使得真空相变换热器启动前能将如空气一类的非凝结性气体排除，并使蒸发室控制在一微负压下工作。以维持一定的蒸发室的沸腾温度。由于真空相变换热器具有回收效率高、防腐蚀性能好、运行安全可靠等优点，在欧州一些国家以及我国东北地区得到了广泛的应用。但是该真空相变换热器还存在一些不足之处：

1、蒸发室与冷凝室相互分开，使得整个装置体积较大，并且增加了蒸汽的流动阻力。

2、因设置了真空泵以及与之相应的电器控制部件，使得整个装置的成本较高，另外真空泵只能使蒸发室处于一负压下，蒸发室中的水沸腾温度较低，使得加热后的水温还不能满足生活用水及一些温度要求较高的生产用水的要求。

3、废烟气从螺旋烟道管16中通过，其流动阻力较大，易产生烟尘沉积，并且烟尘清理操作很不方便。

4、只能提供热水单一能量形式。

本实用新型的目的就在于克服上述现有技术中的不足之处，使在所提供的装置中，废烟气能从蒸发室中的管道外横掠管束通过以减小废烟气的流动阻力，蒸发室与冷凝室为整体式以减小装置的体积，并以一单向阀代替原来的真空泵以减小装置的成本并提高加热后的水的温度。

本实用新型的目的通过下列措施来达到：整个装置由两部分组成，前一部分为空气预热器，后一部分为相变换热器；相变换热器的上部为冷凝室，下部为蒸发室，两室组合在一起形成一整体箱式结构，蒸发室中竖直安装的管道与蒸发室构成的内空间中装有水；冷凝室的顶部装有一单向阀。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的总体结构简图。整个装置由空气预热器1和相变换热器6两部分组成。相变换热器的上部为冷凝室5、下部为蒸发室3，两室组合在一起形成一整体箱式结构；蒸发室中的管道2竖直安装，在它与蒸发室构成的内空间中装有水；冷凝室的中间横向装有冷凝管4，顶部装有一单向阀7。工作时，锅炉一类的热设备所排放的废烟气以方向8首先进入空气预热器使通过管道9的空气得到预热，这部分预热后的空气将输送回锅炉炉膛，改善其燃烧条件，提高煤种适应性。空气预热器的出口烟气直接进入相变换热器，烟气从蒸发室的管道2外横掠管束通过，理论计算分析和实验表明这种结构配置可以提高相变换热器的传热效率，较大幅度地降低相变换热器的传热面积，并且这种结构使烟尘积沉率下降并使烟尘清理操作简单方便；烟气使蒸发室中的水气化，沸腾状态下的水蒸汽进入冷凝室，将流经冷凝管中的冷水加热。由于在冷凝室的顶部安装了单向阀，所以工作时相变换热器可以处于一微正压或负压下工作，这样不仅满足了排除可能进入相变换热器中非凝结性气体的要求，并且蒸发室中的水可根据加热水量的不同自动维持在单向阀所允许的微正压与带有一定真空度的饱和状态下工作，其沸腾温度较高，可以将流经冷凝管的冷水加热至80℃以上，以供生活及生产用。从研制的样机运行情况看，单向阀的设置能满足上述要求，经过相变换热器的烟气再进入其它的后续设备。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、蒸发室与冷凝室为整体组合式，整个装置体积小，制造、安装简单方便。

2、省掉了真空泵及与之相应的电器控制部件，大大降低了装置的成本。

3、采用一单向阀使相变换热器处在一微压下工作，提高了加热水的温度。

4、采用烟气从蒸发室中的管道外横掠管束通过，除了可以大大强化传热，并降低流阻以外还可降低烟尘积沉率，并使烟尘清理操作简单方便。

5、能提供热空气和热水两种能量形式。