一種基于雙u型管殼式換熱器的煙氣余熱回收裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于雙U型管殼式換熱器的煙氣余熱回收裝置。目前還沒有一種設(shè)計合理的煙氣余熱回收裝置。本實用新型的煙氣余熱回收裝置包括換熱器殼體、管板、上升管、上升管集箱、冷凝液出口接管、下降管、下降管集箱、煙氣換熱管排、雙U型管束和分程隔板，換熱器殼體內(nèi)為臥式放熱腔，管板安裝在換熱器殼體內(nèi)，管板將換熱器殼體分成左段和右段并將臥式放熱腔分隔成左腔和右腔，煙氣換熱管排的一端通過上升管集箱與上升管連接，另一端通過下降管集箱與下降管連接，雙U型管束通過管板固定在換熱器殼體的右腔內(nèi)。本實用新型在凝結(jié)水流量較小時，既保證煙氣換熱管排完全避免低溫腐蝕，又保證管殼式換熱器不易發(fā)生泄露。
【專利說明】
一種基于雙U型管殼式換熱器的煙氣余熱回收裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種基于雙U型管殼式換熱器的煙氣余熱回收裝置，主要用于燃煤電站鍋爐領(lǐng)域，能夠回收煙氣余熱且減少電站鍋爐污染物排放。
【背景技術(shù)】
[0002]國內(nèi)很多燃煤電站鍋爐由于設(shè)計制造、運行調(diào)整、煤種變更等諸多原因，導(dǎo)致鍋爐排煙溫度嚴重偏離了設(shè)計值，約高于設(shè)計值20°C-5(TC。排煙溫度偏高導(dǎo)致排煙熱損失增加，鍋爐效率降低，從而直接影響火電機組運行經(jīng)濟性，不利于節(jié)能。排煙溫度升高，還會引起飛灰比電阻和煙氣量增大，從而降低電除塵器的除塵效率，不利于環(huán)保。
[0003]為克服上述問題，國內(nèi)外出現(xiàn)了形式多樣的煙氣余熱回收裝置，比較典型的有低溫省煤器和臥式相變換熱器。低溫省煤器是一種布置在鍋爐尾部煙道內(nèi)的換熱器，煙氣在換熱管外放熱，凝結(jié)水在換熱管內(nèi)吸熱。低溫省煤器可由有效地降低鍋爐尾部煙溫，回收煙氣余熱，但是凝結(jié)水直接在換熱管內(nèi)換熱，由于凝結(jié)水入口水溫度通常低于煙氣酸露點，導(dǎo)致?lián)Q熱管最低壁溫低于煙氣酸露點，易使換熱管排發(fā)生低溫腐蝕，為了減緩低溫腐蝕速率，換熱管排需使用成本更昂貴的防腐材料。如公開號為CN104964266A的中國專利中，公開了一種煙氣鍋爐余熱利用系統(tǒng)，即為低壓省煤器系統(tǒng)，該系統(tǒng)就存在低溫腐蝕的問題。臥式相變換熱器的主體由煙氣換熱管排和管殼式換熱器構(gòu)成，通過控制煙氣換熱管排的最低壁溫，使其高于煙氣酸露點，來保證煙氣換熱管排不腐蝕、不結(jié)露。但是，管殼式換熱器常見的結(jié)構(gòu)形式只有固定管板式和單U型管式。為了保證管殼式換熱器管內(nèi)凝結(jié)水的湍流換熱效果，凝結(jié)水流速有最低限制值，當管殼式換熱器管內(nèi)的凝結(jié)水流量很小時，在凝結(jié)水流速滿足要求的情況下，換熱管必須很長，這使得整個管殼式換熱器過于狹長，換熱管排剛性變差，不利于換熱管排以及整個管殼式換熱器的剛性支撐，且影響外形美觀。又如公開號為CN101907413A的中國專利中，公開了一種臥式相變換熱器，該臥式相變換熱器采用的是單U型管式的管殼式換熱器，該臥式相變換熱器用于回收煙氣余熱，可以完全避免煙氣換熱管排的酸腐蝕現(xiàn)象。當可回收的煙氣余熱量較多時，該臥式相變換熱器比較適用，但是當可回收的煙氣余熱量較少時，加熱的凝結(jié)水量也較小，采用該形式的煙氣余熱回收裝置，會使得U型管束長度過長，整個管殼式換熱器過于狹長，換熱管排剛性變差，不利于換熱管排以及整個管殼式換熱器的剛性支撐，且影響外形美觀。
[0004]綜上所述，目前還沒有一種可以在被加熱的凝結(jié)水流量較小時，既能保證煙氣換熱管排完全避免低溫腐蝕，又能保證管殼式換熱器不易發(fā)生泄露的煙氣余熱回收裝置。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，在凝結(jié)水流量較小時，既能保證煙氣換熱管排完全避免低溫腐蝕，又能保證管殼式換熱器不易發(fā)生泄露的基于雙U型管殼式換熱器的煙氣余熱回收裝置。
[0006]本實用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:該基于雙U型管殼式換熱器的煙氣余熱回收裝置的結(jié)構(gòu)特點在于:包括換熱器殼體、管板、進水接管、出水接管、蒸汽進口接管、上升管、上升管集箱、冷凝液出口接管、下降管、下降管集箱、煙氣換熱管排、雙U型管束、液位計和分程隔板，所述換熱器殼體內(nèi)為一個臥式放熱腔，所述管板安裝在換熱器殼體內(nèi)，該管板將換熱器殼體分成左段和右段并將換熱器殼體內(nèi)的臥式放熱腔分隔成獨立的左腔和右腔，所述進水接管和出水接管均安裝在換熱器殼體的左段，該進水接管和出水接管分別安裝在換熱器殼體的頂部和底部并且均與換熱器殼體內(nèi)的左腔相連通，所述蒸汽進口接管安裝在換熱器殼體上，該蒸汽進口接管與換熱器殼體內(nèi)的右腔相連通，所述上升管的一端與蒸汽進口接管連接，該上升管的另一端與上升管集箱連接，所述冷凝液出口接管安裝在換熱器殼體的底部，該冷凝液出口接管與換熱器殼體的右腔相連通，所述下降管的一端與冷凝液出口接管連接，該下降管的另一端與下降管集箱連接，所述煙氣換熱管排的一端通過上升管集箱與上升管連接，該煙氣換熱管排的另一端通過下降管集箱與下降管連接，所述雙U型管束通過管板固定在換熱器殼體的右腔內(nèi)，該雙U型管束由上下兩組U型管束組成，所述液位計安裝在換熱器殼體上，該液位計中的上接管和下接管均與換熱器殼體的右腔相連通，所述分程隔板安裝在換熱器殼體的左腔內(nèi)，該分程隔板將換熱器殼體的左腔從上至下依次分隔成低溫腔、中溫腔和高溫腔。由此使得該煙氣余熱回收裝置可以在被加熱的凝結(jié)水流量較小時，既能保證煙氣換熱管排完全避免低溫腐蝕，又能保證管殼式換熱器不易發(fā)生泄露。
[0007]作為優(yōu)選，本實用新型所述蒸汽進口接管安裝在換熱器殼體的頂部。
[0008]作為優(yōu)選，本實用新型所述蒸汽進口接管的數(shù)量為四根。
[0009]作為優(yōu)選，本實用新型所述雙U型管束中，位于上面一組的U型管束的上半段與換熱器殼體的左腔的低溫腔相連通，位于上面一組的U型管束的下半段以及位于下面一組的U型管束的上半段均與換熱器殼體的左腔的中溫腔相連通，位于下面一組的U型管束的下半段與換熱器殼體的左腔的高溫腔相連通。
[0010]作為優(yōu)選，本實用新型所述管板呈豎直狀結(jié)構(gòu)。
[0011 ]作為優(yōu)選，本實用新型所述煙氣余熱回收裝置還包括支撐板，所述支撐板穿插在雙U型管束的U型管束之間。支撐板用來支撐雙U型管束。
[0012]作為優(yōu)選，本實用新型所述分程隔板呈水平狀結(jié)構(gòu)。
[0013]—種基于雙U型管殼式換熱器的煙氣余熱回收方法，其特點在于:所述煙氣余熱回收方法的步驟如下:煙氣換熱管排內(nèi)的閉式循環(huán)水吸收管外煙氣的余熱后，發(fā)生相變形成汽水混合物，汽水混合物依次經(jīng)過上升管集箱、上升管和蒸汽進口接管進入換熱器殼體的右腔內(nèi)，然后在雙U型管束外冷凝放熱，形成的冷凝液下落到右腔的底部，再依次經(jīng)過冷凝液出口接管、下降管和下降管集箱后重新回到煙氣換熱管排內(nèi)吸熱，構(gòu)成一個閉式自然循環(huán);低溫凝結(jié)水通過進水接管進入換熱器殼體的左腔的低溫腔，然后依次流經(jīng)雙U型管束的上面一組U型管束、中溫腔、雙U型管束的下面一組U型管束和高溫腔，在雙U型管束內(nèi)吸收右腔內(nèi)蒸汽冷凝放出的熱量變成高溫凝結(jié)水，再從出水接管引出。由此使得在被加熱的凝結(jié)水流量較小時，既保證煙氣換熱管排完全避免低溫腐蝕，又保證管殼式換熱器不易發(fā)生泄Mo
[0014]作為優(yōu)選，本實用新型所述蒸汽進口接管的數(shù)量為四根，四根蒸汽進口接管均安裝在換熱器殼體的頂部，從煙氣換熱管排內(nèi)產(chǎn)生的汽水混合物依次流經(jīng)上升管集箱和上升管之后，分為四路通過四根蒸汽進口接管進入到換熱器殼體的右腔內(nèi)。
[0015]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果:1、利用閉式循環(huán)水的兩級相變傳熱，將煙氣余熱加熱低加系統(tǒng)的凝結(jié)水，可以排擠低加抽汽，提高機組經(jīng)濟效率，降低機組發(fā)電煤耗。2、汽水混合物從管殼式換熱器殼體的上方進入到放熱腔內(nèi)，可以保證蒸汽與U型管束內(nèi)的凝結(jié)水充分換熱，換熱效果好。3、利用基于雙U型管殼式換熱器的煙氣余熱回收裝置，使得在被加熱的凝結(jié)水流量較小時，既能保證煙氣換熱管排完全避免低溫腐蝕，又能保證管殼式換熱器不易發(fā)生泄露。4、結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，構(gòu)思獨特，使用方便，市場前景廣闊。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型實施例中基于雙U型管殼式換熱器的煙氣余熱回收裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本實用新型實施例中基于雙U型管殼式換熱器的煙氣余熱回收裝置的左視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1_換熱器殼體、2-管板、3-進水接管、4-出水接管、5-蒸汽進口接管、6-上升管、7-上升管集箱、8-冷凝液出口接管、9-下降管、10-下降管集箱、11-煙氣換熱管排、12-雙U型管束、13-支撐板、14-液位計、15-分程隔板。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖并通過實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，以下實施例是對本實用新型的解釋而本實用新型并不局限于以下實施例。
[0020]實施例。
[0021]參見圖1至圖2，本實施例中基于雙U型管殼式換熱器的煙氣余熱回收裝置包括換熱器殼體1、管板2、進水接管3、出水接管4、蒸汽進口接管5、上升管6、上升管集箱7、冷凝液出口接管8、下降管9、下降管集箱10、煙氣換熱管排11、雙U型管束12、支撐板13、液位計14和分程隔板15。
[0022]本實施例中的換熱器殼體I內(nèi)為一個臥式放熱腔，如圖1所不，本實施例中的管板2安裝在換熱器殼體I內(nèi)，管板2呈豎直狀結(jié)構(gòu)，管板2將換熱器殼體I分隔成左段和右段，并將換熱器殼體I內(nèi)的臥式放熱腔分隔成獨立的左腔和右腔。
[0023]本實施例中的進水接管3和出水接管4均安裝在換熱器殼體I的左段，該進水接管3和出水接管4分別安裝在換熱器殼體I的頂部和換熱器殼體I的底部并且均與換熱器殼體I內(nèi)的左腔相連通。本實施例中的蒸汽進口接管5安裝在換熱器殼體I上，蒸汽進口接管5與換熱器殼體內(nèi)I的右腔相連通。本實施例中的上升管6的一端與蒸汽進口接管5連接，上升管6的另一端與上升管集箱7連接。本實施例中的冷凝液出口接管8安裝在換熱器殼體I的底部，冷凝液出口接管8與換熱器殼體I的右腔相連通，下降管9的一端與冷凝液出口接管8連接，下降管9的另一端與下降管集箱10連接。本實施例中的煙氣換熱管排11的一端通過上升管集箱7與上升管6連接，煙氣換熱管排11的另一端通過下降管集箱10與下降管9連接。
[0024]本實施例中的雙U型管束12通過管板2固定在換熱器殼體I右腔內(nèi)，雙U型管束12由上下兩組U型管束組成，每組U型管束均呈“U”字逆時針旋轉(zhuǎn)90度后的結(jié)構(gòu)，支撐板13穿插在雙U型管束12間，支撐板13用來支撐雙U型管束12。本實施例中的液位計14安裝在換熱器殼體I上，液位計14中的上接管和下接管均與換熱器殼體I的右腔相連通，分程隔板15安裝在換熱器殼體I的左腔內(nèi)，分程隔板15呈水平狀結(jié)構(gòu)，分程隔板15將換熱器殼體I的左腔從上至下依次分隔成低溫腔、中溫腔和高溫腔。
[0025]本實施例中的蒸汽進口接管5安裝在換熱器殼體I的頂部。蒸汽進口接管5的數(shù)量優(yōu)選為四根，四根蒸汽進口接管5通常均呈豎直狀結(jié)構(gòu)。
[0026]本實施例的雙U型管束12中，位于上面的一組U型管束的上半段與換熱器殼體I的左腔的低溫腔相連通，位于上面一組U型管束的下半段以及位于下面一組U型管束的上半段均與換熱器殼體I的左腔的中溫腔相連通，位于下面一組U型管束的下半段與換熱器殼體I的左腔的高溫腔相連通。
[0027]本實施例中的基于雙U型管殼式換熱器的煙氣余熱回收方法的步驟如下:煙氣換熱管排11內(nèi)的水吸收管外煙氣的余熱后，煙氣換熱管排11內(nèi)的水發(fā)生相變形成汽水混合物，汽水混合物依次經(jīng)過上升管集箱7、上升管6和蒸汽進口接管5進入換熱器殼體I內(nèi)的右腔內(nèi)，然后汽水混合物在雙U型管束12外冷凝放熱，汽水混合物冷凝后形成的冷凝液下落到右腔的底部，并依次經(jīng)過冷凝液出口接管8、下降管9和下降管集箱10后重新回流到煙氣換熱管排12內(nèi)，回流到煙氣換熱管排12內(nèi)的水繼續(xù)進行吸熱，構(gòu)成一個閉式自然循環(huán)。
[0028]本實施例中的低溫凝結(jié)水通過進水接管3進入換熱器殼體I的左腔的低溫腔，然后依次流經(jīng)雙U型管束12中的上面一組U型管束、中溫腔、雙U型管束12中的下面一組U型管束和高溫腔，低溫凝結(jié)水在雙U型管束12內(nèi)吸收右腔內(nèi)蒸汽冷凝放出的熱量變成高溫凝結(jié)水后，再從出水接管4引出。由此使得在被加熱的凝結(jié)水流量較小時，既能保證煙氣換熱管排11完全避免低溫腐蝕的情況，又能保證管殼式換熱器不易發(fā)生泄露。
[0029]本實施例當蒸汽進口接管的數(shù)量為四根，且四根蒸汽進口接管均安裝在換熱器殼體的頂部時，從煙氣換熱管排內(nèi)產(chǎn)生的汽水混合物依次流經(jīng)上升管集箱和上升管之后，會分為四路通過四根蒸汽進口接管進入到換熱器殼體的右腔內(nèi)，使得汽水混合物在右腔內(nèi)的放熱更加均勻，換熱效果更好。
[0030]此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本實用新型結(jié)構(gòu)所作的舉例說明。凡依據(jù)本實用新型專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或者簡單變化，均包括于本實用新型專利的保護范圍內(nèi)。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實用新型的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于雙U型管殼式換熱器的煙氣余熱回收裝置，其特征在于:包括換熱器殼體、管板、進水接管、出水接管、蒸汽進口接管、上升管、上升管集箱、冷凝液出口接管、下降管、下降管集箱、煙氣換熱管排、雙U型管束、液位計和分程隔板，所述換熱器殼體內(nèi)為一個臥式放熱腔，所述管板安裝在換熱器殼體內(nèi)，該管板將換熱器殼體分成左段和右段并將換熱器殼體內(nèi)的臥式放熱腔分隔成獨立的左腔和右腔，所述進水接管和出水接管均安裝在換熱器殼體的左段，該進水接管和出水接管分別安裝在換熱器殼體的頂部和底部并且均與換熱器殼體內(nèi)的左腔相連通，所述蒸汽進口接管安裝在換熱器殼體上，該蒸汽進口接管與換熱器殼體內(nèi)的右腔相連通，所述上升管的一端與蒸汽進口接管連接，該上升管的另一端與上升管集箱連接，所述冷凝液出口接管安裝在換熱器殼體的底部，該冷凝液出口接管與換熱器殼體的右腔相連通，所述下降管的一端與冷凝液出口接管連接，該下降管的另一端與下降管集箱連接，所述煙氣換熱管排的一端通過上升管集箱與上升管連接，該煙氣換熱管排的另一端通過下降管集箱與下降管連接，所述雙U型管束通過管板固定在換熱器殼體的右腔內(nèi)，該雙U型管束由上下兩組U型管束組成，所述液位計安裝在換熱器殼體上，該液位計中的上接管和下接管均與換熱器殼體的右腔相連通，所述分程隔板安裝在換熱器殼體的左腔內(nèi)，該分程隔板將換熱器殼體的左腔從上至下依次分隔成低溫腔、中溫腔和高溫腔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙U型管殼式換熱器的煙氣余熱回收裝置，其特征在于:所述蒸汽進口接管安裝在換熱器殼體的頂部。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙U型管殼式換熱器的煙氣余熱回收裝置，其特征在于:所述蒸汽進口接管的數(shù)量為四根。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙U型管殼式換熱器的煙氣余熱回收裝置，其特征在于:所述雙U型管束中，位于上面一組的U型管束的上半段與換熱器殼體的左腔的低溫腔相連通，位于上面一組的U型管束的下半段以及位于下面一組的U型管束的上半段均與換熱器殼體的左腔的中溫腔相連通，位于下面一組的U型管束的下半段與換熱器殼體的左腔的高溫腔相連通。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙U型管殼式換熱器的煙氣余熱回收裝置，其特征在于:所述管板呈豎直狀結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙U型管殼式換熱器的煙氣余熱回收裝置，其特征在于:所述煙氣余熱回收裝置還包括支撐板，所述支撐板穿插在雙U型管束的U型管束之間。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙U型管殼式換熱器的煙氣余熱回收裝置，其特征在于:所述分程隔板呈水平狀結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】F28D7/06GK205537221SQ201620113487
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月4日
【發(fā)明人】寧玉琴, 孫少鵬, 田鑫, 胡清, 蔣文, 王曉霞
【申請人】杭州華電能源工程有限公司