汽汽换热器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种汽汽换热器，涉及塔式太阳能光热联产领域。该汽汽换热器包括换热器外壳和乏汽管道；换热器外壳的一端开设有过热蒸汽进口，换热器外壳的另一端开设有未饱和水出口；乏汽管道穿过换热器外壳的内部。上述汽汽换热器能实现乏汽和过热蒸汽之间的换热，被汽汽换热器加热的乏汽后续能进入到燃煤锅炉中被进一步加热。经由汽汽换热器加热后的乏汽，乏汽温度得以提升，即燃煤锅炉再热蒸汽进口参数得以提高，故能够降低乏汽需从燃煤锅炉中吸收的热量，进而降低燃煤锅炉的燃煤量。
【专利说明】汽汽换热器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及塔式太阳能光热联产领域，具体涉及一种汽汽换热器。
【背景技术】
[0002]塔式太阳能系统利用太阳光发电，其受到时间的限制较重，在降低投资不建造太阳能蓄热器的前提下，日出至正午前的一段时间因太阳能不足，使得其使用受到限制。并且，随着季节的不同，塔式太阳能系统在阳光不足季节的使用量并不高。
[0003]燃煤锅炉是目前常用的发电设备，燃煤锅炉使用燃煤作为燃料，燃煤燃烧后的热量经转化，产生蒸汽或热水，以用于后续发电。
实用新型内容
[0004]本实用新型的其中一个目的是提出一种汽汽换热器，用以光热联产时提高燃煤锅炉再热蒸汽进口参数。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案:
[0006]本实用新型提供了一种汽汽换热器，包括换热器外壳和乏汽管道；
[0007]所述换热器外壳的一端开设有过热蒸汽进口，所述换热器外壳的另一端开设有未饱和水出口；
[0008]所述乏汽管道穿过所述换热器外壳的内部。
[0009]如上所述的汽汽换热器，优选的是，所述换热器外壳内部设置有隔板，所述隔板的数量至少为一块；
[0010]所述隔板设置在所述过热蒸汽进口和所述未饱和水出口之间，所述隔板用于在所述过热蒸汽进口和所述未饱和水出口之间形成有流通通道；
[0011]所述过热蒸汽进口和所述未饱和水出口之间直接形成的流通通道短于所述过热蒸汽进口和所述未饱和水出口之间经由所述隔板形成的流通通道。
[0012]如上所述的汽汽换热器，优选的是，所述隔板为板状结构，所述隔板与所述乏汽管道相交，所述隔板上设置有用于使所述乏汽管道穿过的通孔。
[0013]如上所述的汽汽换热器，优选的是，所述隔板至少为两块，各所述隔板平行设置；
[0014]相邻的两块所述隔板中其中一块靠近所述过热蒸汽进口所在一侧的所述换热器外壳内壁设置，且该隔板与靠近所述未饱和水出口所在一侧的所述换热器外壳内壁之间存在空隙；另一块靠近所述未饱和水出口所在一侧的所述换热器外壳内壁设置，且该隔板与靠近所述过热蒸汽进口所在一侧的所述换热器外壳内壁之间存在空隙。
[0015]如上所述的汽汽换热器，优选的是，所述换热器外壳呈长方体或圆柱状结构；
[0016]所述乏汽管道沿着所述换热器外壳的长度方向设置；所述过热蒸汽进口和所述未饱和水出口分别位于所述换热器外壳长度方向的两端，且分别位于所述换热器外壳宽度方向的两侧。
[0017]如上所述的汽汽换热器，优选的是，所述换热器外壳呈长方体或圆柱状结构；
[0018]所述乏汽管道沿着所述换热器外壳的宽度方向设置；所述过热蒸汽进口和所述未饱和水出口分别位于所述换热器外壳长度方向的两端，且分别位于所述换热器外壳长度方向的两侧。
[0019]如上所述的汽汽换热器，优选的是，所述换热器外壳呈圆柱状结构，所述隔板呈半圆形的平板状结构。
[0020]如上所述的汽汽换热器，优选的是，所述乏汽管道的两端都位于所述换热器外壳的外部；和/或
[0021]所述乏汽管道的数量至少为两根，各根所述乏汽管道相互平行设置。
[0022]如上所述的汽汽换热器，优选的是，各所述乏汽管道为直管结构。
[0023]基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果:
[0024]上述技术方案中，乏汽管道中用于通入高压缸的出口输出的乏汽，换热器外壳的过热蒸汽进口用于通入太阳能集热器的集热器过热蒸汽出口输出的过热蒸汽。输入的过热蒸汽温度很高，会与乏汽管道中的低温乏汽进行热交换，以加热低温乏汽。在上述加热低温乏汽的过程中，集热器过热蒸汽出口输出的过热蒸汽放热且降温，将冷凝成水，并由未饱和水出口输出。由上述可见，上述汽汽换热器能实现乏汽和过热蒸汽之间的换热，被汽汽换热器加热的乏汽后续能进入到燃煤锅炉中被进一步加热。经由汽汽换热器加热后的乏汽，乏汽温度得以提升，即燃煤锅炉再热蒸汽进口参数得以提高，故能够降低乏汽需从燃煤锅炉中吸收的热量，进而降低燃煤锅炉的燃煤量。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0026]图1为本实用新型实施例提供的汽汽换热器的剖视示意图；
[0027]图2为图1左视图；
[0028]图3为图1的A-A向剖视示意图；
[0029]图4为图1的B-B向剖视示意图；
[0030]图5为图1中隔板的结构示意图；
[0031]图6为本实用新型实施例提供的汽汽换热器应用在塔式太阳能与燃煤锅炉光热联产系统中的示意图；
[0032]附图标记:
[0033]1、来自末级高加的给水；2、燃煤锅炉给水；3、分路给水；
[0034]4、燃煤锅炉；5、太阳能集热器循环水；6、增压泵；
[0035]8、太阳能集热器；7、太阳能集热器给水；14、高压缸；
[0036]13、过热蒸汽；9、塔式太阳能过热蒸汽；16、旁路乏汽；
[0037]17、主路乏汽；12、燃煤锅炉过热蒸汽；18、汽汽换热器；
[0038]10、塔式太阳能汽汽换热器过热蒸汽；19、未饱和水；
[0039]11、塔式太阳能高压缸过热蒸汽；21、总乏汽；
[0040]22、过热蒸汽进口；23、未饱和水出口；24、隔板；
[0041]15、高压缸出口乏汽； 20、高参数旁路乏汽； 27、换热器外壳；
[0042]25、汽汽换热器高压缸乏汽进口；28、乏汽管道；
[0043]26、汽汽换热器高压缸乏汽出口。
【具体实施方式】
[0044]下面结合图1?图6对本实用新型提供的技术方案进行更为详细的阐述，将本实用新型提供的任一技术手段进行替换或将本实用新型提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的技术方案均应该在本实用新型的保护范围之内。
[0045]参见图1?图5，本实用新型实施例提供一种汽汽换热器18，优选应用于塔式太阳能与燃煤锅炉光热联产系统。该汽汽换热器18包括换热器外壳27和乏汽管道28。换热器外壳27的一端开设有过热蒸汽进口 22，换热器外壳27的另一端开设有未饱和水出口 23 ；乏汽管道28穿过换热器外壳27的内部。
[0046]燃煤锅炉系统具有燃煤锅炉4和汽轮机。上述汽汽换热器18具有四个接口，汽汽换热器18设置在两组部件之间，一组为汽轮机的高压缸14的出口与燃煤锅炉4的蒸汽输入口，另一组为塔式太阳能的集热器的过热蒸汽出口与塔式太阳能的太阳能集热器8的入口之间，用于利用太阳能集热器8输出的过热蒸汽实现对高压缸14的出口输出的乏汽的加热，以提高进入燃煤锅炉4的再热蒸汽进口参数。
[0047]乏汽管道28的入口的一端作为汽汽换热器高压缸乏汽进口 25，乏汽管道28的出口的一端作为汽汽换热器高压缸乏汽出口 26。进一步地，乏汽管道28的两端可都位于换热器外壳27的外部，以便于乏汽管道28与其他部件的连接。
[0048]乏汽管道28采用热交换性能较好的材料，比如金属材质等。上述汽汽换热器18的主要作用为:通过汽汽换热器18的高压缸14的乏汽出口输出的乏汽和部分塔式太阳能过热蒸汽9的热量交换使部分塔式太阳能过热蒸汽9变为未饱和水、燃煤锅炉4的高压缸14出口的乏汽品质参数得以提高。
[0049]乏汽管道28中用于通入高压缸14输出的乏汽，换热器外壳27的过热蒸汽进口 22用于通入太阳能集热器8的集热器过热蒸汽出口输出的塔式太阳能汽汽换热器过热蒸汽
10。输入的塔式太阳能汽汽换热器过热蒸汽10温度很高，会与乏汽管道28中的低温乏汽进行热交换，以加热低温乏汽。在上述加热低温乏汽的过程中，集热器过热蒸汽出口输出的过热蒸汽放热且降温，将冷凝成水，并由未饱和水出口 23输出。
[0050]由上述可见，上述汽汽换热器18能实现乏汽和过热蒸汽之间的换热，被汽汽换热器18加热的乏汽后续能进入到燃煤锅炉4中被进一步加热。经由汽汽换热器18加热后的乏汽，乏汽温度得以提升，即进入燃煤锅炉4再热蒸汽进口参数得以提高，降低了乏汽需从燃煤锅炉4中吸收的热量，进而降低燃煤锅炉4的燃煤量。
[0051]参见图1，换热器外壳27内部设置有隔板24,隔板24的数量至少为一块；隔板24设置在过热蒸汽进口 22和未饱和水出口 23之间，隔板24用于在过热蒸汽进口 22和未饱和水出口 23之间形成有流通通道。其中，过热蒸汽进口 22和未饱和水出口 23之间直接形成的流通通道短于过热蒸汽进口 22和未饱和水出口 23之间经由隔板24形成的流通通道。
[0052]过热蒸汽进口 22和未饱和水出口 23之间直接形成的流通通道是指换热器外壳27位于过热蒸汽进口 22和未饱和水出口 23之间不设置隔板24时形成的流通通道，若以去除图1中的隔板来看，该流通通道基本是直的。过热蒸汽进口 22和未饱和水出口 23之间经由隔板24形成的流通通道是指换热器外壳27位于过热蒸汽进口 22和未饱和水出口 23之间设置有隔板24时形成的流通通道，从图1所示来看，该流通通道是曲折的。
[0053]隔板24可以平行于乏汽管道28设置或是与乏汽管道28相交设置，优选为相互垂直，下文将详细介绍。设置隔板24后，过热蒸汽进口 22和未饱和水出口 23之间的通道不是单一的直通道，而是曲折通道，这样可以延长从过热蒸汽进口 22进入的过热蒸汽的流动长度，以加强过热蒸汽与乏汽管道28内部乏汽的热交换。
[0054]参见图2?图5，隔板24为板状结构；隔板24与乏汽管道28相交，隔板24上设置有用于使乏汽管道28穿过的通孔。隔板24上的通孔的内壁与乏汽管道28之间的间隙应比较小，以使得过热蒸汽能沿着各隔板24之间形成的流通通道流动。
[0055]进一步地，乏汽管道28的数量至少为两根，各乏汽管道28平行设置，且优选为直管结构，以便于安装。隔板24上通孔的设置位置由各乏汽管道28确定。
[0056]参见图2?图5，本实施例中，隔板24至少为两块，各隔板24平行设置。相邻的两块隔板24中其中一块靠近过热蒸汽进口 22所在一侧的换热器外壳27内壁设置，且该隔板24与靠近未饱和水出口 23所在一侧的换热器外壳27内壁之间存在空隙。另一块靠近未饱和水出口 23所在一侧的换热器外壳27内壁设置，且该隔板24与靠近过热蒸汽进口 22所在一侧的换热器外壳27内壁之间存在空隙。
[0057]换热器外壳27具体可呈长方体或圆柱状结构；乏汽管道28沿着换热器外壳27的长度方向设置。
[0058]为使得过热蒸汽进口 22进入的过热蒸汽与乏汽管道28充分进行热交换，过热蒸汽进口 22和未饱和水出口 23分别位于换热器外壳27长度方向的两端，且分别位于换热器外壳27宽度方向的两侧。如此设置，使得过热蒸汽和乏汽都需流经换热器外壳27的整个长度才能流出。
[0059]承上述，为了使得过热蒸汽进口 22进入的过热蒸汽与乏汽管道28更充分地进行热交换，进一步地，换热器外壳27内部设置有隔板24，隔板24的数量至少为两块。相邻的两块隔板24中的其中一块隔板24设置在换热器外壳27的宽度方向靠近过热蒸汽进口 22的一侧，另一块隔板24设置在换热器外壳27的宽度方向靠近未饱和水出口 23的一侧。相邻的两块隔板24在换热器外壳27的长度方向上间隔设置。各隔板24沿换热器外壳27的宽度方向的尺寸小于换热器外壳27的宽度尺寸。
[0060]各块隔板24起到导流作用，使得过热蒸汽只能够沿着隔板24与换热器外壳27之间围成的导流通道流动。
[0061]进一步地，换热器外壳27呈圆柱状结构，隔板24呈半圆形的平板状结构。
[0062]可以理解的是，也可以采用下述方式设置:换热器外壳27呈长方体或圆柱状结构。乏汽管道28沿着换热器外壳27的宽度方向设置；过热蒸汽进口 22和未饱和水出口 23分别位于换热器外壳27长度方向的两端,且分别位于换热器外壳27长度方向的两侧。
[0063]图6为本实用新型实施例提供的汽汽换热器应用在塔式太阳能与燃煤锅炉光热联产系统中的示意图，参见图6，塔式太阳能与燃煤锅炉光热联产系统包括燃煤锅炉4、太阳能集热器8、汽轮机和本实用新型任一技术方案所提供的汽汽换热器18。其中，燃煤锅炉4的锅炉过热蒸汽出口与汽轮机的高压缸14的入口连接，太阳能集热器8的集热器过热蒸汽出口同时与汽汽换热器18的过热蒸汽进口 22和高压缸14的入口连接，高压缸14的出口同时与汽汽换热器18的乏汽管道28的入口和燃煤锅炉4的蒸汽输入口连接，汽汽换热器18的乏汽管道28的出口也与燃煤锅炉4的蒸汽输入口连接。
[0064]太阳能集热器起到将太阳能集热器给水7加热变为塔式太阳能过热蒸汽9的作用。承上述，燃煤锅炉系统除了包括上述燃煤锅炉4外，还可包括汽轮机等。燃煤锅炉4为普通的锅炉，汽轮机为普通的背压式汽轮机。
[0065]参见图6，太阳能集热器8产生的部分过热蒸汽与高压缸14的出口输出的部分或全部乏汽进行热量交换；放热之后的过热蒸汽变为未饱和水，循环通往太阳能集热器8继续吸热变为过热蒸汽；在汽汽换热器18中吸热之后的高压缸乏汽品质得到提高后，进入燃煤锅炉4吸热变为再热蒸汽。
[0066]参见图6，上述塔式太阳能与燃煤锅炉光热联产系统还包括增压泵6 ;汽汽换热器18的未饱和水出口 23与增压泵6的入口连接，增压泵6的出口与太阳能集热器8的入口连接。增压泵6用于分路给水3增压。
[0067]参见图6，上述塔式太阳能与燃煤锅炉光热联产系统还包括供水管道，用于输出来自末级高加的给水I ;供水管道的入口分别与增压泵6的入口和燃煤锅炉4的进水口连接。
[0068]如图6所示，来自末级高加的给水I分为燃煤锅炉给水12和分路给水3 ;燃煤锅炉给水2在燃煤锅炉4中吸热变为燃煤锅炉过热蒸汽12 ;分路给水3和太阳能集热器循环水5混合后，经太阳能集热器8的增压泵6加压后成为太阳能集热器给水7 ;太阳能集热器给水7在太阳能集热器8中被加热变为塔式太阳能过热蒸汽9。塔式太阳能过热蒸汽9分为两部分，一部分为通往汽汽换热器18的过热蒸汽进口 22的塔式太阳能汽汽换热器过热蒸汽10，剩余部分塔式太阳能高压缸过热蒸汽11和燃煤锅炉4产生的燃煤锅炉过热蒸汽12混合成过热蒸汽13后，通往高压缸14做功；在高压缸14中做完功的过热蒸汽13变成高压缸出口乏汽15 ;高压缸出口乏汽15分为旁路乏汽16和主路乏汽17两部分；旁路乏汽16进入汽汽换热器高压缸乏汽进口 25 ;塔式太阳能汽汽换热器过热蒸汽10在汽汽换热器18中经过散热后变为未饱和水19，旁路乏汽16在汽汽换热器18中经过吸热后变为高参数旁路乏汽20 ;高参数旁路乏汽20和主路乏汽17混合成为总乏汽21 ;总乏汽21通往燃煤锅炉4吸热后变为再热蒸汽。
[0069]如图1?图4所示，塔式太阳能汽汽换热器过热蒸汽10由过热蒸汽进口 22进入汽汽换热器18 ;塔式太阳能汽汽换热器过热蒸汽10在换热器外壳27与乏汽管道28之间流动，汽汽换热器18的隔板24起到导流的作用；塔式太阳能汽汽换热器过热蒸汽10在汽汽换热器18中换热后变为未饱和水19，由汽汽换热器18的未饱和水出口 23流出；旁路乏汽16由汽汽换热器高压缸乏汽进口 25进入乏汽管道28 ;旁路乏汽16在汽汽换热器18内进行热交换后成为高参数旁路乏汽20由汽汽换热器高压缸乏汽出口 26排出。
[0070]上述技术方案，使得燃煤锅炉4 一方面提高了再热蒸汽的品质，另一方面提高了机组效率；同时，锅炉机组节省了一定的燃煤；且克服了燃煤锅炉4再热蒸汽温度偏低的问题；克服了太阳能集热器排污的问题；克服了光照强度不达标时太阳能无法使用的问题；提高了机组效率，充分利用了我国充足的太阳能资源。另外，上述系统在太阳能照射强度不强时也能稳定、高效运行。
[0071]如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓:“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明夕卜，上述词语并没有特殊的含义。
[0072]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
【权利要求】
1.一种汽汽换热器，其特征在于，包括换热器外壳和乏汽管道； 所述换热器外壳的一端开设有过热蒸汽进口，所述换热器外壳的另一端开设有未饱和水出口 ； 所述乏汽管道穿过所述换热器外壳的内部。
2.根据权利要求1所述的汽汽换热器，其特征在于，所述换热器外壳内部设置有隔板，所述隔板的数量至少为一块； 所述隔板设置在所述过热蒸汽进口和所述未饱和水出口之间，所述隔板用于在所述过热蒸汽进口和所述未饱和水出口之间形成有流通通道； 所述过热蒸汽进口和所述未饱和水出口之间直接形成的流通通道短于所述过热蒸汽进口和所述未饱和水出口之间经由所述隔板形成的流通通道。
3.根据权利要求2所述的汽汽换热器，其特征在于，所述隔板为板状结构，所述隔板与所述乏汽管道相交，所述隔板上设置有用于使所述乏汽管道穿过的通孔。
4.根据权利要求3所述的汽汽换热器，其特征在于，所述隔板至少为两块，各所述隔板平行设置； 相邻的两块所述隔板中其中一块靠近所述过热蒸汽进口所在一侧的所述换热器外壳内壁设置，且该隔板与靠近所述未饱和水出口所在一侧的所述换热器外壳内壁之间存在空隙；另一块靠近所述未饱和水出口所在一侧的所述换热器外壳内壁设置，且该隔板与靠近所述过热蒸汽进口所在一侧的所述换热器外壳内壁之间存在空隙。
5.根据权利要求2所述的汽汽换热器，其特征在于，所述换热器外壳呈长方体或圆柱状结构； 所述乏汽管道沿着所述换热器外壳的长度方向设置；所述过热蒸汽进口和所述未饱和水出口分别位于所述换热器外壳长度方向的两端，且分别位于所述换热器外壳宽度方向的两侧。
6.根据权利要求2所述的汽汽换热器，其特征在于，所述换热器外壳呈长方体或圆柱状结构； 所述乏汽管道沿着所述换热器外壳的宽度方向设置；所述过热蒸汽进口和所述未饱和水出口分别位于所述换热器外壳长度方向的两端，且分别位于所述换热器外壳长度方向的两侧。
7.根据权利要求5或6所述的汽汽换热器，其特征在于，所述换热器外壳呈圆柱状结构，所述隔板呈半圆形的平板状结构。
8.根据权利要求1-5任一所述的汽汽换热器，其特征在于，所述乏汽管道的两端都位于所述换热器外壳的外部；和/或 所述乏汽管道的数量至少为两根，各根所述乏汽管道相互平行设置。
9.根据权利要求8所述的汽汽换热器，其特征在于，各所述乏汽管道为直管结构。
【文档编号】F28D7/00GK204027377SQ201420439243
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月6日 优先权日:2014年8月6日
【发明者】杨天亮, 褚晓亮, 张玉斌, 付玉玲, 胡文森, 崔利群 申请人:烟台龙源电力技术股份有限公司