专利名称：卧式相变换热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及换热器领域，具体涉及一种使用于锅炉、化工及工业炉窑的卧式相变 换热器。
背景技术：
众所周知，由于锅炉烟气中SO3的存在，尾部受热面空气预热器的出口烟气温度 受到限制。排烟温度过低，将导致因为受热面最低壁面温度低于烟气酸露点而发生严重的 结露腐蚀和堵灰。所以锅炉的设计排烟温度不能过低，管式空气预热器的设计排烟温度通 常在140°C 160°C或更高；回转式空气预热器的设计排烟温度通常在130°C 140°C。即 便这样，受热面的腐蚀和堵灰现象仍在所难免。回转式空气预热器的最低壁面温度通常控 制在烟气水露点以上，所以普遍存在不同程度的低温腐蚀。所谓其具有较强的抗低温腐蚀 性，是指腐低温蚀在一定程度内不会对换热造成明显的影响，但较大的漏风所带来的附加 能耗是其无法克服缺陷，而且回收烟气热量在给水和送风的分配方面较管式空气预热器缺 乏灵活性。复合相变换热器可以在维持较高最低壁面温度的前提下大幅度降低排烟温度， 能有效地将排烟温度控制在仅比最低壁面温度高15°C左右例如控制壁温100°C时，排烟温 度115°C左右，可以在避免受热面发生低温腐蚀的前提下大幅度地降低排烟温度。但是，由 于结构原因相变段受热面必须布置在水平烟道上，限制了其空间可布置范围。因此，现有技 术不能够满足既保证最低壁面温度，又能使多余热量的到充分利用的需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种在保证尾部受热面不结露的前提下，通过 降低排烟温度的方法回收烟气余热，并将回收的热量用于加热低压低温水、锅炉送风等，以 提高锅炉系统热效率的的卧式相变换热器。本发明的技术方案是这样实现的一种卧式相变换热器，包括带有低温进水口和 高温出水口的放热段、与放热段相连通的卧式布置并与水平面成α角的换热管束组成的 吸热段，放热段上设置有注水管，在放热段内安装有与低温进水口和高温出水口相连通的U 型管束，放热段上开设有上升管接口，上升管接口上连接有上升管，上升管与右连通管相连 接，右连通管与吸热段相连接，吸热段与左连通管相连接，左连通管与下降管相连接，下降 管与开设在放热段上的下降管接口相连接。所述的低温进水口上连接有低温进水管，低温进水管上安装有阀门，高温出水口 上连接有高温出水管，高温出水管上安装有阀门，在低温进水管和高温出水管之间连接有 旁通水管，旁通水管上安装有自控调节阀，该自控调节阀通过导线与控制器相连接，控制器 通过导线与设置在下降管上的测温仪相连接。所述的注水管上安装有针型阀，针型阀上方的管道上安装有排气阀，在排气阀和 针型阀之间的管道上连接有一根水管，该水管上安装有注水阀。所述的左连通管与下降管连接处设置有下集箱，右连通管与上升管连接处设置有
3上集箱。所述的放热器上开设有汽相管口，汽相管口上连接有汽相管，汽相管与用热设备 连接，用热设备与冷凝水管相连接，冷凝水管与下降管相连接。所述的放热器上设置有液位计。本发明具有如下的积极效果本发明可替代管式、热管式空气预热器、省煤器以及 复合相变换热器。它以垂直于烟气流动方向的换热管排为换热单元，并将这些管排相互连 通为一个整体。本发明由吸热段、放热段、上升和下降管、最低壁温自控装置五部分组成。通 过优化布置吸热段和放热段的换热面形式、结构及换热面积得到所需要的最低控制壁面温 度。它具有复合相变换热器的主要特性，可将锅炉尾部受热面的最低壁面温度自动控制在 烟气酸露点以上的同时，排烟温度可以降至仅比受热面控制最低壁温高15°C左右。更重要 的是，它即可以布置于水平烟道，也可以布置于垂直烟道，大大增加了结构设计与现场布置 的灵活性，节省生产区使用空间，同时因为系统的主要换热元件——翅片管水平布置并只 与水平面成微小夹角，克服了翅片管垂直布置易积灰的弊端。主要换热元件翅片管水平放置，布置灵活且克服了复合相变换热器垂直布置易积 灰的弊端；相变介质充装量大，液位达放热段液位计中部，进入放热段的是汽水混合物；最 低壁温控制是通过控制下降管内水温实现的，系统内各点温度不尽相同。
图1为本发明的整体结构示意图。图2为本发明放热段结构示意图。
具体实施例方式如图1、2所示，一种卧式相变换热器，包括带有低温进水口 19和高温出水口 20的 放热段9、与放热段9相连通的卧式布置并与水平面成α角的换热管束组成的吸热段16， 其特征在于放热段9上设置有注水管4，在放热段9内安装有与低温进水口 19和高温出 水口 20相连通的U型管束22，放热段9上开设有上升管接口 17，上升管接口 17上连接有 上升管13，上升管13与右连通管15相连接，右连通管15与吸热段16相连接，吸热段16与 左连通管27相连接，左连通管27与下降管5相连接，下降管5与开设在放热器9上的下降 管接口 18相连接。如图1、2所示，所述的低温进水口 19上连接有低温进水管7，低温进水管7上安 装有阀门，高温出水口 20上连接有高温出水管8，高温出水管8上安装有阀门，在低温进水 管7和高温出水管8之间连接有旁通水管6，旁通水管6上安装有自控调节阀，该自控调节 阀通过导线与控制器3相连接，控制器3通过导线与设置在下降管5上的测温仪2相连接。 所述的注水管4上安装有针型阀25，针型阀25上方的管道上安装有排气阀24，在排气阀24 和针型阀25之间的管道上连接有一根水管，该水管上安装有注水阀23。所述的左连通管27 与下降管5连接处设置有下集箱1，右连通管15与上升管13连接处设置有上集箱14。所 述的放热段9上开设有汽相管口 26，汽相管口 26上连接有汽相管10，汽相管10与用热设 备11连接，用热设备11与冷凝水管12相连接，冷凝水管12与下降管5相连接。所述的放 热段9上设置有液位计21。所述的上升管接口 17至少为两个，所述的下降管接口 18至少为两个。所述的吸热段16是由卧式布置并与水平面成α角的换热管束组成。当布置于垂 直烟道时，烟气垂直向下(上)；当布置于水平烟道时，烟气水平横掠翅片管束。系统运行前，首先通过注水阀、排气球阀和针型阀向系统内注水，液位达液位计中 心高度即可。同时还要先通过针型阀和排气球阀排净系统内的不凝气体。如果运行过程 中系统内产生不凝气体，影响传热，也可以通过以上方法排净。运行时，吸热段吸收烟气热 量使其腔内的液体温度升高形成汽水混合物，并通过上集箱、上升管进入放热段，在此与流 经U形管的低温水进行热交换后，蒸汽凝结并通过下降、下集箱回到吸热段再次吸收烟气 热量，实现了腔内液体受热——汽化上升——凝结下降——再受热的循环。因为U形管束 的一半在液相，另一半在汽相，低温水下进上出，通过旁通水管上的自控调节阀的开度可控 制通过放热段低温水的流量，从而控制了放热段的换热量，也就灵敏地控制了进入下降管 的液体温度。因此通过控制通过旁通水管上的自控调节阀可以控制或调节吸热段的最低壁 温，使其远离烟气酸露点，避免受热面遭受低温腐蚀的侵害。还可以通过控制器自动调节自 控阀的开度，自动控制换热器最低壁温始终高于设定值。如果需要，还可以通过汽相管和凝结水管连接其他用热设备。饱和蒸汽沿汽相管 引入用热设备，放热后冷凝，凝结水通过下降管返回吸热段再加热。
权利要求
一种卧式相变换热器，包括带有低温进水口(19)和高温出水口(20)的放热段(9)、与放热段(9)相连通的卧式布置并与水平面成α角的换热管束组成的吸热段(16)，其特征在于放热段(9)上设置有注水管(4)，在放热段(9)内安装有与低温进水口(19)和高温出水口(20)相连通的U型管束(22)，放热段(9)上开设有上升管接口(17)，上升管接口(17)上连接有上升管(13)，上升管(13)与右连通管(15)相连接，右连通管(15)与吸热段(16)相连接，吸热段(16)与左连通管(27)相连接，左连通管(27)与下降管(5)相连接，下降管(5)与开设在放热段(9)上的下降管接口(18)相连接。
2.根据权利要求1所述的卧式相变换热器，其特征在于所述的低温进水口(19)上连 接有低温进水管(7)，低温进水管(7)上安装有阀门，高温出水口(20)上连接有高温出水 管(8)，高温出水管(8)上安装有阀门，在低温进水管(7)和高温出水管(8)之间连接有旁 通水管(6)，旁通水管(6)上安装有自控调节阀，该自控调节阀通过导线与控制器(3)相连 接，控制器(3)通过导线与设置在下降管(5)上的测温仪(2)相连接。
3.根据权利要求1所述的卧式相变换热器，其特征在于所述的注水管(4)上安装有 针型阀(25)，针型阀(25)上方的管道上安装有排气阀(24)，在排气阀(24)和针型阀(25) 之间的管道上连接有一根水管，该水管上安装有注水阀(23)。
4.根据权利要求1所述的卧式相变换热器，其特征在于所述的左连通管(27)与下降 管(5)连接处设置有下集箱(1)，右连通管(15)与上升管(13)连接处设置有上集箱(14)。
5.根据权利要求1所述的卧式相变换热器，其特征在于所述的放热段(9)上开设有 汽相管口(26)，汽相管口 (26)上连接有汽相管(10)，汽相管(10)与用热设备(11)连接， 用热设备(11)与冷凝水管(12)相连接，冷凝水管(12)与下降管(5)相连接。
6.根据权利要求1所述的卧式相变换热器，其特征在于所述的放热段(9)上设置有 液位计(21)。
全文摘要
本发明涉及一种卧式相变换热器，包括放热段、与放热段相连通的卧式布置并与水平面成a角的换热管束组成的吸热段，放热段上设置有注水管，放热段内安装有与低温进水口和高温出水口相连通的U型管束，放热段上开设有上升管接口，上升管接口上连接有上升管，上升管与右连通管相连接，右连通管与吸热段相连接，吸热段与左连通管相连接，左连通管与下降管相连接，下降管与开设在放热段上的下降管接口相连接；低温进水口上连接有低温进水管，高温出水口上连接有高温出水管，在低温进水管和高温出水管之间连接有旁通水管，旁通水管上安装有自控调节阀，自控调节阀通过导线与控制器相连接，控制器通过导线与设置在下降管上的测温仪相连接。本发明可替代管式、热管式空气预热器、省煤器以及复合相变换热器。
文档编号F28D15/02GK101907413SQ201010195128
公开日2010年12月8日 申请日期2010年6月9日 优先权日2010年6月9日
发明者张志宇 申请人:张志宇