一种光电发热用换热器的制作方法

文档序号:15228005发布日期:2018-08-21 18:59阅读:157来源:国知局

本发明涉及换热器技术领域,具体涉及一种光电发热用换热器。



背景技术:

随着社会对能源需求的与日俱增,传统化石能源如煤炭、石油等燃料使用中因排放粉尘等,带来巨大的环保压力,利用太阳能取代传统的化石能源得到了国际社会的广泛认可。光热发电是光伏发电技术的另一种太阳能发电技术。由于太阳能的昼夜间歇性或者阴雨天气等带来的不稳定性,对热发电系统的稳定输出产生巨大的影响,必须设置储热和换热系统来保证热发电系统持续稳定输出,同时保证发电效率。正是基于这一目的,使太阳能光电发热有别于其他间歇性发电,成为电网欢迎的优质电能。

太阳能光电发热利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能,通过换热装置提供蒸汽,结合传统汽轮发电机的工艺,从而达到发电的目的。白天利用太阳能加热水,将加热后的水储存在隔热性很好的储存罐中,到了晚上再利用这一部分高温介质循环加热冷介质,产生高温高压蒸汽推动汽轮机发电,所以换热器是太阳能光电发热的重要组成部分,在换热器中完成高温介质与低温介质的热交换过程,但是现有的换热器普遍存在换热效率低,热端进口处强度低,换热管易损坏,从而导致换热器寿命短、运行效率低的问题。



技术实现要素:

为了解决现有技术中存在的问题,本发明提供了一种光电发热用换热器,具有寿命高、运行效率高的特点。

本发明解决上述问题的技术方案为:一种光电发热用换热器,包括外壳、裙座、管箱、管板;

外壳底部与裙座焊接相连成一体结构,裙座包括基础环、筒身,基础环位于筒身上方,基础环中心轴线与筒身中心轴线对齐,基础环与筒身连接处设有多个筋板,筋板围绕基础环中心轴线环形阵列;

外壳上端面通过管板与管箱之间相连成一体结构;管板下端面设有顶部过渡环;

管箱包括筒体、顶盖、四合环、牵制环,筒体左右两侧分别设有第一给水口、第二给水口;筒体内壁上设有环形凸起,顶盖位于环形凸起上,顶盖上方设有四合环,四合环通过紧固件与筒体相连,四合环与顶盖之间设有密封圈、垫环;筒体上端面设有牵制环,牵制环通过紧固件与顶盖相连,牵制环包括盖板、筒节,盖板位于筒节下端面,盖板上设有环形槽,环形槽抵紧四合环内表面;

筒体内设有第一行程隔板、第二行程隔板,第一行程隔板与第一筒体之间形成封闭的第一水室,第一水室与第一给水口之间连通;第二行程隔板与第二筒体之间形成封闭的第二水室,第二水室与第二给水口之间连通;第一水室与第二水室关于筒体中垂面对称,第一行程隔板与第二行程隔板完全相同;

外壳内设有封板,封板位于外壳底部;外壳内设有第一疏冷包壳、第二疏冷包壳、换热包壳,第一疏冷包壳位于第一水室正下方,第二疏冷包壳位于第二水室正下方;第一疏冷包壳长度为l1,第二疏冷包壳长度为l2,l1>l2;第一疏冷包壳、第二疏冷包壳上端面均设有隔热板,隔热板固定在管板上,隔热板位于顶部过渡环内;

第一疏冷包壳包括第一侧向包壳、第一内包壳,第一侧向包壳在水平面的投影为圆弧形状,圆弧所对圆心角为90°,第一内包壳在水平面的投影为l形;

第二疏冷包壳包括第二侧向包壳、第二内包壳,第二侧向包壳在水平面的投影为圆弧形状,圆弧所对圆心角为90°,第二侧向包壳靠近隔热板的一端设有开口;第二内包壳在水平面的投影为l形;第二疏冷包壳内设有防冲档杆,防冲档杆位于开口处;换热包壳位于第二疏冷包壳外,换热包壳与第二疏冷包壳相连成一体结构,换热包壳上设有入口,换热包壳底部设有换热底板,换热包壳设有蒸汽挡板,蒸汽挡板固定在第二侧向包壳上,蒸汽挡板正对入口;

第一疏冷包壳内、第二疏冷包壳内均设有多个换热管、折流板、定距管、拉杆,定距管穿于拉杆上,定距管中心轴线与拉杆中心轴线重合,折流板通过定距管限位固定,换热管一端穿过管板位于管箱内,另一端穿过封板;

外壳上部左右两侧分别设有疏水口、蒸汽进口,蒸汽进口穿过换热包壳,蒸汽进口与入口连通;疏水口下方设有安全阀接口;外壳底部设有备用疏水口、壳侧放水口,备用疏水口、壳侧放水口穿出裙座;

所述第一行程隔板包括门板、盖、竖板、衬垫;门板与筒体之间倾斜相连,门板为左右对称结构,门板包括a边、b边,a边在水平面的投影为椭圆曲线段,b边位于a边的左右两端,两条b边连接处圆弧过渡;门板上设有扇形孔,扇形孔外设有多个螺纹孔,螺纹孔围绕扇形孔分布;门板上端面通过紧固件与盖相连,盖上设有把手,盖上设有多个螺纹孔,盖与门板之间设有衬垫;门板下端面与竖板相连,竖板左右两侧分别设有连接板,两个连接板之间的夹角为90°,连接板上端面为斜面,斜面与门板相连;

所述外壳下部左侧设有第一磁翻板液位计接口,第二磁翻板液位计接口,第一磁翻板液位计接口位于第二磁翻板液位计接口上方,第一磁翻板液位计接口与第二磁翻板液位计之间设有信号口;外壳下部右侧设有第一水位控制联箱接口、第二水位控制联箱接口,第一水位控制联箱接口位于第二水位控制联箱接口上方,第一水位控制联箱接口、第二水位控制联箱接口均与量筒相连;第一水位控制联箱接口、第二水位控制联箱接口之间设有危急疏水口,第一水位控制联箱接口上方设有抽空气口。

所述外壳内设有多个折流板、定距管、拉杆,折流板、定距管、拉杆位于第一疏冷包壳与第二疏冷包壳之间,定距管穿于拉杆上,定距管中心轴线与拉杆中心轴线重合,折流板通过定距管限位固定。

所述换热管与管板之间连接方式为胀焊结合。

所述门板与水平面的夹角为30°。

所述换热管内充满冷介质,外壳内充满热介质,冷介质为水,热介质为热蒸汽。

所述外壳内的水面高度低于信号口,且距信号口的距离大于100mm时为低水位。

所述管板的左右两侧分别设有放气口、管侧放水口。

所述第一给水口、第二给水口上均设有温度计插筒、压力表接头。

所述顶盖上端面设有吊环。

本发明具有有益效果:本发明结构合理、布置紧凑,换热效率高,使用寿命长;通过第一行程隔板、第二行程隔板实现双管程,延长冷介质与热介质的接触时间,大大减少了冷介质的使用量,提高了冷介质的利用率;通过第一疏冷包壳、第二疏冷包壳实现双壳程,提高了换热效率,改变换热器的传热率;通过第一疏冷包壳的结构,使换热过程中产生的冷凝水在低水位时可以稳定进入第一疏冷包壳内,从而避免出现热蒸汽和冷凝水一起进入冲刷换热管的情况;通过在蒸汽进口处设置换热包壳,结合防冲档杆、顶部过渡环、蒸汽挡板的使用,保证第二疏冷包壳可以承受瞬时压力温度的变化,从而保护换热管。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明裙座结构示意图。

图3为本发明管箱剖视图。

图4为图3中g部分的放大图。

图5为本发明管箱俯视图。

图6为本发明牵制环剖视图。

图7为本发明门板结构示意图。

图8为本发明盖结构示意图。

图9为本发明竖板结构示意图。

图10为本发明第一疏冷包壳、第二疏冷包壳剖视图。

图11为图10中h部分的放大图。

图12为图10中沿a-a方向的剖视图。

图中:1-外壳,2-裙座,3-基础环,4-筒身,5-筋板,6-封板,7-管板,8-管箱,9-筒体,10-顶盖,11-四合环,13-第一给水口,14-第二给水口,15-环形凸起,16-密封圈,17-垫环,18-牵制环,20-盖板,21-筒节,22-环形槽,23-第一行程隔板,24-第二行程隔板,25-第一水室,26-第二水室,27-第一疏冷包壳,28-第二疏冷包壳,29-换热包壳,30-第一侧向包壳,31-第一内包壳,32-隔热板,33-顶部过渡环,35-折流板,37-拉杆,38-防冲档杆,39-疏水口,40-蒸汽进口,41-安全阀接口,42-备用疏水口,43-壳侧放水口,44-门板,45-盖,46-竖板,47-衬垫,48-a边,49-b边,52-扇形孔,53-螺纹孔,54-把手,55-连接板,56-第一磁翻板液位计接口,57-第二磁翻板液位计接口,58-信号口,59-第一水位控制联箱接口,60-第二水位控制联箱接口,61-量筒,62-危急疏水口,63-抽空气口,64-放气口,65-管侧放水口,66-温度计插筒,67-压力表接头,68-吊环,69-第二侧向包壳,70-第二内包壳,71-换热底板,72-入口,73-开口,74-蒸汽挡板。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的说明。

一种光电发热用换热器,包括外壳1、裙座2、管箱8、管板7;

如图1所示,外壳1底部与裙座2焊接相连成一体结构,裙座2包括基础环3、筒身4,基础环3位于筒身4上方,基础环3中心轴线与筒身4中心轴线对齐,基础环3与筒身4连接处设有多个筋板5,筋板5围绕基础环3中心轴线环形阵列;

外壳1上端面通过管板7与管箱8之间相连成一体结构;管板7下端面设有顶部过渡环33;管板7的左右两侧分别设有放气口64、管侧放水口65;

如图3、图4、图5所示管箱8包括筒体9、顶盖10、四合环11、牵制环18,筒体9左右两侧分别设有第一给水口13、第二给水口14;第一给水口13、第二给水口14上均设有温度计插筒66、压力表接头67;

筒体9内壁上设有环形凸起15,顶盖10位于环形凸起15上,顶盖10上端面设有吊环68;顶盖10上方设有四合环11,四合环11通过紧固件与筒体9相连,四合环11与顶盖10之间设有密封圈16、垫环17;

筒体9上端面设有牵制环18,牵制环18通过紧固件与顶盖10相连,牵制环18包括盖板20、筒节21,盖板20位于筒节21下端面,盖板20上设有环形槽22,环形槽22抵紧四合环11内表面;

筒体9内设有第一行程隔板23、第二行程隔板24,第一行程隔板23与第一筒体9之间形成封闭的第一水室25,第一水室25与第一给水口13之间连通;第二行程隔板24与第二筒体9之间形成封闭的第二水室26,第二水室26与第二给水口14之间连通;第一水室25与第二水室26关于筒体9中垂面对称,第一行程隔板23与第二行程隔板24完全相同;

第一行程隔板23包括门板44、盖45、竖板46、衬垫47;门板44与筒体9之间倾斜相连,门板44与水平面的夹角为30°;如图7所示,门板44为左右对称结构,门板44包括a边48、b边49,a边48在水平面的投影为椭圆曲线段,b边49位于a边48的左右两端,两条b边49连接处圆弧过渡;门板44上设有扇形孔52,扇形孔52外设有多个螺纹孔53,螺纹孔53围绕扇形孔52分布;

门板44上端面通过紧固件与盖45相连,如图8所示,盖45上设有把手54,盖45上设有多个螺纹孔53,盖45与门板44之间设有衬垫47;

门板44下端面与竖板46相连,如图9所示,竖板46左右两侧分别设有连接板55,两个连接板55之间的夹角为90°,连接板55上端面为斜面,斜面与门板44相连;

如图1所示,外壳1内设有封板6,封板6位于外壳1底部;外壳1内设有第一疏冷包壳27、第二疏冷包壳28、换热包壳29,第一疏冷包壳27位于第一水室25正下方,第二疏冷包壳28位于第二水室26正下方;第一疏冷包壳27长度为l1,第二疏冷包壳28长度为l2,l1>l2;第一疏冷包壳27、第二疏冷包壳28上端面均设有隔热板32,隔热板32固定在管板7上,隔热板32位于顶部过渡环33内;

如图12所示,第一疏冷包壳27包括第一侧向包壳30、第一内包壳31,第一侧向包壳30在水平面的投影为圆弧形状,圆弧所对圆心角为90°,第一内包壳31在水平面的投影为l形;

如图10、图11、图12所示,第二疏冷包壳28包括第二侧向包壳69、第二内包壳70,第二侧向包壳69在水平面的投影为圆弧形状,圆弧所对圆心角为90°,第二侧向包壳69靠近隔热板32的一端设有开口73;第二内包壳70在水平面的投影为l形;第二疏冷包壳28内设有防冲档杆38,防冲档杆38位于开口73处;换热包壳29位于第二疏冷包壳28外,换热包壳29与第二疏冷包壳28相连成一体结构,换热包壳29上设有入口72,换热包壳29底部设有换热底板71,换热包壳29设有蒸汽挡板74,蒸汽挡板74固定在第二侧向包壳69上,蒸汽挡板74正对入口72;

如图10所示,第一疏冷包壳27内、第二疏冷包壳28内均设有多个换热管、折流板35、定距管36、拉杆37,定距管穿于拉杆37上,定距管中心轴线与拉杆37中心轴线重合,折流板35通过定距管限位固定,换热管一端穿过管板7位于管箱8内,换热管与管板7之间连接方式为胀焊结合,换热管另一端穿过封板6;

如图10所示,外壳内设有多个折流板35、定距管、拉杆37,折流板35、定距管、拉杆37位于第一疏冷包壳27与第二疏冷包壳28之间,定距管穿于拉杆37上,定距管中心轴线与拉杆37中心轴线重合,折流板35通过定距管限位固定;

如图1所示,外壳1上部左右两侧分别设有疏水口39、蒸汽进口40,蒸汽进口40穿过换热包壳29,蒸汽进口40与入口72连通;疏水口39下方设有安全阀接口41;外壳1底部设有备用疏水口42、壳侧放水口43,备用疏水口42、壳侧放水口43穿出裙座2;

如图1所示,外壳1下部左侧设有第一磁翻板液位计接口56,第二磁翻板液位计接口57,第一磁翻板液位计接口56位于第二磁翻板液位计接口57上方,第一磁翻板液位计接口56与第二磁翻板液位计之间设有信号口58;外壳下部右侧设有第一水位控制联箱接口59、第二水位控制联箱接口60,第一水位控制联箱接口59位于第二水位控制联箱接口60上方,第一水位控制联箱接口59、第二水位控制联箱接口60均与量筒61相连;第一水位控制联箱接口59、第二水位控制联箱接口60之间设有危急疏水口62,第一水位控制联箱接口59上方设有抽空气口63。

换热器工作时,热蒸汽从蒸汽进口40进入外壳1内,通过蒸汽进口40处的换热包壳29以及防冲档杆38、顶部过渡环33、蒸汽挡板74的使用,保证第二疏冷包壳28可以承受瞬时压力温度的变化,从而保护换热管;

水从第一给水口13、第二给水口14进入换热管中,利用第一行程隔板23、第二行程隔板24实现双管程,延长冷介质与热介质的接触时间,大大减少了水的使用量,提高了水的利用率;通过第一疏冷包壳27、第二疏冷包壳28实现双壳程,提高了换热效率,改变换热器的传热率;

当外壳1内的水面高度低于信号口58,且距信号口58的距离大于100mm时为低水位,通过第一疏冷包壳27,换热过程中产生的冷凝水在低水位时可以稳定进入第一疏冷包壳内,避免出现热蒸汽和冷凝水一起进入冲刷换热管的情况。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解,本发明不限于特定的实施方式,本发明的范围由所附权利要求限定。

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