一种高温型粉体换热器的制作方法

本实用新型涉及适用于粉体干燥的一种高温型粉体换热器。

背景技术：

在冶金、矿工、化工和机械、制造等行业，普遍需要在高炉、煅烧炉和热风炉等设备内将物料加热至高温；然而高温物料的输送、储运和包装等后期处理却是在中低温环境下进行，因此，高温粉体的冷却换热就显得尤为重要。

对于高温粉体物料换热设备，国内外广泛采用的是流化床和回转炉等方法。传统的粉体换热器是借助于空气作为换热介质，通过空气与粉体换热器直接接触完成能量的传递，存在投资费用高，能量消耗高，运行费用高，占地面积大，换热介质受环境影响严重等诸多不足之处。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种换热效果优越，热量利用率高，阻力小，不易产生污垢，节能高，结构紧凑，占地面积小；模块化制作，拆装方便；设备操作简便，配套设备少，后期运行中的检修方便，维护费用极低的高温型粉体换热器。

本实用新型的技术方案是，一种高温型粉体换热器，包括依次对应连接的整体流进料仓、全水冷高温型换热模块以及整体流下料斗，所述整体流进料仓、全水冷高温型换热模块以及整体流下料斗上分别对应设置有多个壁冷圈管，所述整体流进料仓内部呈中空结构设置，所述整体流进料仓包括流进料仓壁以及设置于流进料仓壁上方的流进料仓顶，所述流进料仓顶呈上凸的圆弧形结构设置，所述流进料仓顶上设置有物料进口，所述流进料仓顶的上端和下端分别对应设置有第一壁冷圈管和第二壁冷圈管，所述第一壁冷圈管上设置有上进料仓冷却水出口，所述第二壁冷圈管上设置有上进料仓冷却水进口，所述流进料仓壁的上端和下端分别对应设置有第三壁冷圈管和第四壁冷圈管，所述第三壁冷圈管上设置有下进料仓冷却水出口，所述第四壁冷圈管上设置有下进料仓冷却水进口，所述流进料仓壁上对应设置有法兰冷却水进口，所述流进料仓壁底部设置有第一固定法兰，所述第一固定法兰内圈设置有第一法兰水冷管，所述全水冷高温型换热模块包括全水冷换热板壳体和耐高温自由膨胀换热板，所述耐高温自由膨胀换热板包括枕板式换热片、冷却水进口连接管以及冷却水出口连接管，所述冷却水进口连接管以及冷却水出口连接管分别纵向设置于枕板式换热片的两侧，所述冷却水进口连接管的上端和冷却水出口连接管的下端分别设置有自适应膨胀节焊接头，所述冷却水进口连接管的下端设置有换热片冷却水进口，所述冷却水出口连接管的上端设置有换热片冷却水出口，所述耐高温自由膨胀换热板设置有多个并自上而下依次对应连接形成，所述耐高温自由膨胀换热板顶部设置的换热片冷却水出口对应连接在换热板组弧形出水集管上，并且相邻两耐高温自由膨胀换热板的自适应膨胀节焊接头相互对应设置，换热片冷却水进口和换热片冷却水出口通过U型连接管对应设置，所述耐高温自由膨胀换热板底部的换热片冷却水进口对应连接在换热板组弧形进水集管上，多组自上而下设置的耐高温自由膨胀换热板、换热板组弧形出水集管及换热板组弧形进水集管组成耐高温自由膨胀换热板组，所述耐高温自由膨胀换热板组设置于全水冷换热板壳体内，所述全水冷换热板壳体顶部和底部分别对应设置有第二固定法兰和第三固定法兰，所述耐高温自由膨胀换热板组底部通过换热器支撑板设置于第三固定法兰上，所述全水冷换热板壳体的上端和下端分别对应设置有第五壁冷圈管和第六壁冷圈管，所述第五壁冷圈管上设置有壳体冷却水出口，所述第六壁冷圈管上设置有壳体冷却水进口，所述全水冷换热板壳体上端还设置有换热板组冷却水出口与耐高温自由膨胀换热板组的上端对应设置，所述全水冷换热板壳体下端还设置有换热板组冷却水进口与耐高温自由膨胀换热板组的下端对应设置，所述第二固定法兰和第三固定法兰的内圈分别对应设置有第二法兰水冷管和第三法兰水冷管，所述整体流下料斗包括全水冷下料斗壳体，所述全水冷下料斗壳体呈倒置的圆台形结构设置，所述全水冷下料斗壳体顶部设置有第四固定法兰，所述第四固定法兰内圈设置有第四法兰水冷管，所述全水冷下料斗壳体的底部设置有物料出口，所述全水冷下料斗壳体的上端和下端还分别设置有第七壁冷圈管和第八壁冷圈管，所述第七壁冷圈管上设置有下料斗冷却水出口，所述第八壁冷圈管上设置有下料斗冷却水进口。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述全水冷高温型换热模块至少设置有1节。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述第一固定法兰、第二固定法兰、第三固定法兰以及第四固定法兰的边沿均等间隔凸出设置形成边角固定法兰。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述第一法兰水冷管、第二法兰水冷管、第三法兰水冷管及第四法兰水冷管均设置有法兰冷却水进口和法兰冷却水出口。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述耐高温自由膨胀换热板组内纵向相邻的两枕板式换热片交错设置。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述耐高温自由膨胀换热板外圈自上而下设置有多个挡流板。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述第一固定法兰和第二固定法兰对应设置，所述第三固定法兰和第四固定法兰对应设置。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述全水冷下料斗壳体外壁还设置有高频振动电机。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述全水冷下料斗壳体内部还设置有均料器。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述均料器通过均料器固定杆固定设置。

本实用新型所述为一种高温型粉体换热器，本实用新型换热效果优越，热量利用率高，阻力小，不易产生污垢，节能高，结构紧凑，占地面积小；模块化制作，拆装方便；设备操作简便，配套设备少，后期运行中的检修方便，维护费用极低。

附图说明

图1为本实用新型高温型粉体换热器一较佳实施例中的结构示意图；

图2为本实用新型高温型粉体换热器一较佳实施例中的整体流进料仓结构示意图；

图3为本实用新型高温型粉体换热器一较佳实施例中的全水冷高温型换热模块的结构示意图；

图4为图3的正视图；

图5为本实用新型高温型粉体换热器一较佳实施例中的耐高温自由膨胀换热板组结构和高温物料的流动示意图；

图6为本实用新型高温型粉体换热器一较佳实施例中的耐高温自由膨胀换热板的结构示意图；

图7为本实用新型高温型粉体换热器一较佳实施例中的整体流下料斗的结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本实用新型所述为一种高温型粉体换热器，如图1所示，包括依次对应连接的整体流进料仓1、全水冷高温型换热模块2以及整体流下料斗3，所述全水冷高温型换热模块2至少设置有1节，所述整体流进料仓1、全水冷高温型换热模块2以及整体流下料斗3上分别对应设置有多个壁冷圈管。

工作原理：高温物料从物料进口进入整体流进料仓，在整体流进料仓内物料堆积和初步分布之后，流入多级全水冷高温型换热模块内部（全水冷高温型换热模块的数量根据使用工况条件的不同，整个模块的外形结构尺寸和数量都要进行重新设计、计算、选型，附图1只示意出了2个全水冷高温型换热模块的情况），经过高温物料和换热模块的纯逆流强制对流换热，达到设定温度的高温物料，最后流入整体流下料斗内，从物料出口排出。

如图2所示，所述整体流进料仓1内部呈中空结构设置，所述整体流进料仓1包括流进料仓壁101以及设置于流进料仓壁101上方的流进料仓顶102，所述流进料仓顶102呈上凸的圆弧形结构设置，所述流进料仓顶102上设置有物料进口103，所述流进料仓顶102的上端和下端分别对应设置有第一壁冷圈管104和第二壁冷圈管105，所述第一壁冷圈管104上设置有上进料仓冷却水出口106，所述第二壁冷圈管105上设置有上进料仓冷却水进口107，所述流进料仓壁101的上端和下端分别对应设置有第三壁冷圈管108和第四壁冷圈管109，所述第三壁冷圈管108上设置有下进料仓冷却水出口110，所述第四壁冷圈管109上设置有下进料仓冷却水进口111，所述流进料仓壁101上对应设置有法兰冷却水进口112，所述流进料仓壁101底部设置有第一固定法兰113，所述第一固定法兰113内圈设置有第一法兰水冷管114。

工作原理：高温物料由物料进口进入高温型粉体换热器的整体流进料仓内，在整体流进料仓内堆积，部分物料和流进料仓壁接触之后，通过对换换热将热量传递给流进料仓壁，流进料仓壁内冷却水从下进料仓冷却水进口进入第四壁冷圈管，第四壁冷圈管将冷却水分配到圆形流进料仓壁内的各个水流通道，最后汇集到第三壁冷圈管之后，从下进料仓冷却水出口流出（上进料仓亦同）。由于冷却水在流道内进行着强制对流换热，且高温物料和冷却水的流动方向相反，因此，整体流进料仓维持在相对较低的温度。

整体流进料仓下端通过边角固定法兰和全水冷高温型换热模块进行连接，截面为半圆形的第一法兰水冷管和流进料仓壁围成的的冷却水流道专门为边角固定法兰冷却降温，法兰冷却水进口和仓体冷却水出口分布在仓体的外壁面两侧上下端。

如图3结合图4、图5和图6所示，所述全水冷高温型换热模块2包括全水冷换热板壳体201和耐高温自由膨胀换热板，所述耐高温自由膨胀换热板包括枕板式换热片202、冷却水进口连接管203以及冷却水出口连接管204，所述冷却水进口连接管203以及冷却水出口连接管204分别纵向设置于枕板式换热片202的两侧，所述冷却水进口连接管203的上端和冷却水出口连接管204的下端分别设置有自适应膨胀节焊接头205，所述冷却水进口连接管203的下端设置有换热片冷却水进口206，所述冷却水出口连接管204的上端设置有换热片冷却水出口207，所述耐高温自由膨胀换热板设置有多个并自上而下依次对应连接形成，所述耐高温自由膨胀换热板顶部设置的换热片冷却水出口207对应连接在换热板组弧形出水集管208上，并且相邻两耐高温自由膨胀换热板的自适应膨胀节焊接头205相互对应设置，换热片冷却水进口206和换热片冷却水出口207通过U型连接管209对应设置，所述耐高温自由膨胀换热板底部的换热片冷却水进口206对应连接在换热板组弧形进水集管210上，多组自上而下设置的耐高温自由膨胀换热板、换热板组弧形出水集管208及换热板组弧形进水集管210组成耐高温自由膨胀换热板组，所述耐高温自由膨胀换热板组设置于全水冷换热板壳体201内，所述全水冷换热板壳体201顶部和底部分别对应设置有第二固定法兰211和第三固定法兰212，所述耐高温自由膨胀换热板组底部通过换热器支撑板213设置于第三固定法兰212上，所述全水冷换热板壳体201的上端和下端分别对应设置有第五壁冷圈管214和第六壁冷圈管215，所述第五壁冷圈管214上设置有壳体冷却水出口216，所述第六壁冷圈管215上设置有壳体冷却水进口217，所述全水冷换热板壳体201上端还设置有换热板组冷却水出口218与耐高温自由膨胀换热板组的上端对应设置，所述全水冷换热板壳体201下端还设置有换热板组冷却水进口219与耐高温自由膨胀换热板组的下端对应设置，所述第二固定法兰211和第三固定法兰212的内圈分别对应设置有第二法兰水冷管220和第三法兰水冷管221，所述耐高温自由膨胀换热板组内纵向相邻的两枕板式换热片202交错设置，所述耐高温自由膨胀换热板外圈自上而下设置有多个挡流板222。

附图3和图4示意出了去除了一片全水冷换热板壳体的全水冷高温型换热模块。高温物料从整体流进料仓流出后，进入全水冷高温型换热模块，流通截面的变小，促使高温物料在耐高温自由膨胀换热板组形成的等间距的宽通道内流速增加，换热强度加大。每级横向设置的耐高温自由膨胀换热板和全水冷换热板壳体之间加装挡流板保证了高温物料只能在宽通道内部流过，高温物料的下落速度和处理量可以精确控制，耐高温自由膨胀换热板组内的冷却水通过换热板组弧形进水集管汇聚，穿过全水冷换热板壳体从下端换热片冷却水进口流入，上端的换热片冷却水出口流出，耐高温自由膨胀换热板组下端有换热器支撑板加固。整个耐高温自由膨胀换热板组的全水冷换热板壳体由两片半圆形的全水冷换热板焊接而成，上下两端各有一块边角固定法兰；全水冷换热板壳体和边角固定法兰的冷却方式和整体流进料仓相同。

如附图5所示的耐高温自由膨胀换热板组，充分考虑了高温条件下金属材料的热膨胀。在物料流动方向上，冷却水路通过U型连接管联通，自适应膨胀节可以吸收热膨胀引起的材料形变，对温度的适应性强；同时，相邻纵向的耐高温自由膨胀换热板之间交错布置，高温物料在流动过程中可以穿越耐高温自由膨胀换热板，表面更新速度加快，流动紊流度增强，换热系统增大，也杜绝了卡料现象的出现箭头方向为物料流动方向。

附图6为耐高温自由膨胀换热板的结构示意图，冷却水从耐高温自由膨胀换热板左下边冷却水进口进入冷却水进口连接管，在冷却水进口连接管内冷却水汇集，通过冷却水进口连接管和枕板式换热片间的通道，水流得到均布后，进入枕板式换热片内（从冷却水的流动型式来看，该枕板式换热片属于全流型换热板），波浪状的枕板式换热片增加冷却水流动的雷诺数，换热系数得到加强；最后在冷却水出口连接管再次汇集，流出冷却水出口，进入下一级流道。在冷却水进口连接管和冷却水出口连接管上有安装自适应膨胀节的自适应膨胀节焊接头，来应对高温热膨胀。

如图7所示，所述整体流下料斗3包括全水冷下料斗壳体301，所述全水冷下料斗壳体301呈倒置的圆台形结构设置，所述全水冷下料斗壳体301顶部设置有第四固定法兰302，所述第四固定法兰302内圈设置有第四法兰水冷管303，所述全水冷下料斗壳体301的底部设置有物料出口304，所述全水冷下料斗壳体301的上端和下端还分别设置有第七壁冷圈管305和第八壁冷圈管306，所述第七壁冷圈管305上设置有下料斗冷却水出口307，所述第八壁冷圈管306上设置有下料斗冷却水进口308，所述全水冷下料斗壳体301外壁还设置有高频振动电机309，所述全水冷下料斗壳体301内部还设置有均料器310，所述均料器310通过均料器固定杆311固定设置。

高温物料经过全水冷高温型换热模块后，从整体流下料斗（附图7）的物料出口流出，导致的圆台形结构的全水冷下料斗壳体有利于冷却后的物料收集和处理，全水冷下料斗壳体、第四固定法兰和壁冷圈管的冷却型式同整体流进料仓一样；均料器通过均料器固定杆固定于全水冷下料斗壳体的中心位置，它的安装有利于物料均匀的下落，防止中间物料下落速度快，圆周处下料慢的弊端，减少了物料最终冷却温度的不均匀度；在全水冷下料斗壳体的外壁上装有高频振动电机，通过调整高频振动电机的频率，物料的下落速度得到精确的控制。

所述第一固定法兰113、第二固定法兰211、第三固定法兰212以及第四固定法兰302的边沿均等间隔凸出设置形成边角固定法兰，所述第一法兰水冷管114、第二法兰水冷管220、第三法兰水冷管221及第四法兰水冷管303均设置有法兰冷却水进口112和法兰冷却水出口4，所述第一固定法兰113和第二固定法兰211对应设置，所述第三固定法兰212和第四固定法兰302对应设置。

与传统的高温型粉体换热器相比，本实用新型的优势在于：

无论在壳体内，还是板片内，高温粉体和冷却介质完全纯逆流对流换热，换热效果优越，高温物料的热量全部由冷却介质吸收，热量利用率高。

全水冷高温型换热模块由一定数量的枕板式换热片组成，该枕板式换热片是由两张金属板片叠加在一起，通过激光穿透焊接在一起，然后在枕板式换热片之间通过高压流体进行膨胀而形成内部换热通道。枕板式换热片表面呈波浪状，非常光滑，既满足传热增强要求，板外阻力小，又不易于产生污垢。

高温物料依靠自身的重力流过全水冷高温型换热模块进行冷却，整套设备只有一个小功率的高频振动电机精确控制下料速度，相比其他换热设备，节能90%以上。

高温型粉体换热器结构紧凑，占地面积小；模块化制作，拆装方便；设备操作简便，配套设备少，后期运行中的检修方便，维护费用极低。

本实用新型所述为一种高温型粉体换热器，本实用新型换热效果优越，热量利用率高，阻力小，不易产生污垢，节能高，结构紧凑，占地面积小；模块化制作，拆装方便；设备操作简便，配套设备少，后期运行中的检修方便，维护费用极低。

以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。