一种高温辐射换热装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种高温辐射换热装置，属于换热设备技术领域。


背景技术：

2.随着国民经济的发展，能源利用以及环境保护成为了人们关注的热点问题之一。能源利用途径分布在各个行业各个领域，在现代工业企业生产过程中，会产生大量的废气，这些废气多数均具有较高的温度。但是经调查发现，国内还存在不少行业在生产中存在随意排放废弃热能的问题。例如在汽车涂装行业中，热水洗、脱脂、烘干、固化等加热工序，常采用燃烧燃料加热的方式，加热过程中燃料燃烧后会产生大量高温的烟气和废气，这些高温空气如果直接排放到大气中，则白白浪费热能，而通过余热回收装置可以有效的回收热量并进行再次利用。
3.目前燃料炉上使用的烟气余热回收装置大多是圆筒环缝式辐射换热器，它主要是由两个同心安装的烟气管道与外管组成,烟气以低速流经过直径较大的烟气管道，冷空气以高速流过外管与烟气管道之间留有环形通道，高温烟气主要以辐射方式将热量传给烟气管道内壁，被烟气加热到高温的内壁以对流方式将热量传给环形通道中的冷空气。此外，烟气管道内壁又以辐射方式将热量传给外管，外管再以对流方式将热量传给冷空气，将其加热到高温。
4.目前，传统的辐射换热器存在以下问题：
5.1、目前的辐射换热器尺寸较大，制作，运输均极为不便，且换热器壳体都是整体的，产品笨重，不易维修或更换；
6.2、目前的辐射换热器在长时间的使用过程中外管与烟气管道均容易产生热膨胀变形，从而导致换热器损坏。


技术实现要素：

7.本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种高温辐射换热装置。
8.本实用新型为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种高温辐射换热装置，包括依次衔接的第一换热机构、膨胀机构和第二换热机构；
9.第一换热机构包括第一换热壳体和第一换热盘管，第一换热壳体远离膨胀机构的一侧设置有热侧进口，第一换热壳体的另一侧设置有第一热侧连接法兰，第一换热壳体的上端设置有冷侧出口，第一换热盘管的一端与冷侧出口连通设置，第一换热盘管的另一端设置有第一冷侧连接法兰，第一热侧连接法兰的内侧与第一冷侧连接法兰的外侧通过第一连接杆固接；
10.膨胀机构包括同轴设置的外波纹管和内波纹管，外波纹管的两端设置有外连接法兰，内波纹管的两端设置有内连接法兰，外连接法兰的内侧与内连接法兰的外侧通过波纹管连接杆固接；
11.第二换热机构包括第二换热壳体和第二换热盘管，第二换热壳体远离膨胀机构的一侧设置有热侧出口，第二换热壳体的另一侧设置有第二热侧连接法兰，第二换热壳体的下端设置有冷侧进口，第二换热盘管的一端与冷侧进口连通设置，第二换热盘管的另一端设置有第二冷侧连接法兰，第二热侧连接法兰的内侧与第二冷侧连接法兰的外侧通过第二连接杆固接。
12.上述技术方案的改进是：第一换热盘管和第二换热盘管分别设置有金属扰流片，金属扰流片分别与第一换热盘管和第二换热盘管的外侧壁垂直设置。
13.上述技术方案的改进是：膨胀机构还包括支撑装置，支撑装置沿外波纹管的圆周方向均匀间隔设置在外波纹管的外侧壁上。
14.上述技术方案的改进是：支撑装置包括支撑板和支撑螺杆，支撑板为两块且对称设置在外波纹管的两端外侧壁上，支撑螺杆的两端分别贯穿支撑板，支撑板的两侧分别设置有限位螺母，限位螺母分别与支撑螺杆螺纹连接。
15.上述技术方案的改进是：支撑装置为四个。
16.上述技术方案的改进是：支撑板与外波纹管的外侧壁之间设置有加强肋板。
17.上述技术方案的改进是：第一连接杆、波纹管连接杆和第二连接杆分别为四根，四根第一连接杆沿第一冷侧连接法兰的圆周方向均匀间隔设置，四根波纹管连接杆沿内连接法兰的圆周方向均匀间隔设置，四根第二连接杆沿第二冷侧连接法兰的圆周方向均匀间隔设置。
18.上述技术方案的改进是：第一换热壳体的外侧壁垂直固接有第一防滚支撑杆，第二换热壳体的外侧壁垂直固接有第二防滚支撑杆。
19.本实用新型采用上述技术方案的有益效果是：
20.(1)本实用新型的高温辐射换热装置通过将辐射换热器分成三部分即第一换热机构、膨胀机构和第二换热机构，从而减小了单个机构的尺寸，方便了制作和运输；并且在后期维护时能够对损坏的部分进行单独更换，从而降低了后期的维护成本；
21.(2)本实用新型的高温辐射换热装置通过设置膨胀机构，在换热作业过程中，膨胀机构能够吸收烟气管道膨胀变形产生的应力，从而有效防止高温辐射换热装置因受热后的膨胀变形而损坏，并且膨胀机构由外波纹管和内波纹管组成，从而能够更换的吸收高温辐射换热装置的外部和内部应力，进一步减少高温辐射换热装置的的损坏几率；
22.(3)本实用新型的高温辐射换热装置中膨胀机构通过设置支撑装置，支撑装置能够对外波纹管和内波纹管进行轴向支撑，在运输和安装过程中有效防止外波纹管和内波纹管因受力过大而损坏；
23.(4)本实用新型的高温辐射换热装置中，第一换热盘管和第二换热盘管分别设置有金属扰流片，在换热作业过程中，金属扰流片能够使高温的烟气在第一换热盘管和第二换热盘管附近形成扰流，使得高温的烟气在第一换热盘管和第二换热盘管的外部分布更加均匀并且滞留一定时间，从而提升换热效率；
24.(5)本实用新型的高温辐射换热装置中，第一换热壳体的外侧壁垂直固接有第一防滚支撑杆，第二换热壳体的外侧壁垂直固接有第二防滚支撑杆，在运输过程中，第一防滚支撑杆和冷侧出口能够支撑住弟一换热壳体，第二防滚支撑杆和冷侧进口能够支撑住弟二换热壳体，从而防止第一换热壳体和第二换热壳体在运输过程中发生滚动，保证了运输安
全。
附图说明
25.下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
26.图1是本实用新型实施例高温辐射换热装置的结构示意图；
27.图2是图1中a处的局部放大图；
28.图3是本实用新型实施例高温辐射换热装置的剖视结构示意图；
29.图4是本实用新型实施例高温辐射换热装置的膨胀机构侧视结构示意图；
30.其中：1-热侧进口，2-第一防滚支撑杆，3-冷侧出口，4-第一换热壳体，5-第一热侧连接法兰，6-外连接法兰，7-外波纹管，8-支撑螺杆，9-第二热侧连接法兰，10-第二换热壳体，11-冷侧进口，12-第二防滚支撑杆，13-热侧出口，14-加强肋板，15-支撑板，16-第二换热盘管，17-金属扰流片，18-第一换热盘管，19-第一冷侧连接法兰，20-第一连接杆，21-内波纹管，22-第二冷侧连接法兰，23-第二连接杆，24-波纹管连接杆，25-内连接法兰。
具体实施方式
31.实施例
32.本实施例的高温辐射换热装置，如图1-4所示，包括依次衔接的第一换热机构、膨胀机构和第二换热机构；第一换热机构包括第一换热壳体4和第一换热盘管18，第一换热壳体4远离膨胀机构的一侧设置有热侧进口1，第一换热壳体4的另一侧设置有第一热侧连接法兰5，第一换热壳体4的上端设置有冷侧出口3，第一换热盘管18的一端与冷侧出口3连通设置，第一换热盘管18的另一端设置有第一冷侧连接法兰19，第一热侧连接法兰5的内侧与第一冷侧连接法兰19的外侧通过第一连接杆20固接；
33.膨胀机构包括同轴设置的外波纹管7和内波纹管21，外波纹管7的两端设置有外连接法兰6，内波纹管21的两端设置有内连接法兰25，外连接法兰6的内侧与内连接法兰25的外侧通过波纹管连接杆24固接；
34.第二换热机构包括第二换热壳体10和第二换热盘管16，第二换热壳体10远离膨胀机构的一侧设置有热侧出口13，第二换热壳体10的另一侧设置有第二热侧连接法兰9，第二换热壳体10的下端设置有冷侧进口11，第二换热盘管16的一端与冷侧进口11连通设置，第二换热盘管16的另一端设置有第二冷侧连接法兰22，第二热侧连接法兰9的内侧与第二冷侧连接法兰22的外侧通过第二连接杆23固接。第一换热壳体4的外侧壁垂直固接有第一防滚支撑杆2，第二换热壳体10的外侧壁垂直固接有第二防滚支撑杆12。
35.本实施例的高温辐射换热装置，如图3所示，第一换热盘管18和第二换热盘管16分别设置有金属扰流片17，金属扰流片17分别与第一换热盘管18和第二换热盘管16的外侧壁垂直设置。
36.本实施例的高温辐射换热装置，如图1、2和3所示，膨胀机构还包括支撑装置，支撑装置沿外波纹管7的圆周方向均匀间隔设置在外波纹管7的外侧壁上。支撑装置包括支撑板15和支撑螺杆8，支撑板15为两块且对称设置在外波纹管7的两端外侧壁上，支撑螺杆8的两端分别贯穿支撑板15，支撑板15的两侧分别设置有限位螺母，限位螺母分别与支撑螺杆8螺纹连接。支撑装置为四个。支撑板15与外波纹管7的外侧壁之间设置有加强肋板14。
37.本实施例的高温辐射换热装置中，第一连接杆20、波纹管连接杆24和第二连接杆23分别为四根，四根第一连接杆20沿第一冷侧连接法兰19的圆周方向均匀间隔设置，四根波纹管连接杆24沿内连接法兰25的圆周方向均匀间隔设置，四根第二连接杆23沿第二冷侧连接法兰22的圆周方向均匀间隔设置。
38.本实施例的高温辐射换热装置在使用时，具体使用方法为：在第一换热机构、膨胀机构和第二换热机构制造完成后，拆分运输至安装地点进行组装，将第一热侧连接法兰5与膨胀机构一端的外连接法兰6固接，此时第一冷侧连接法兰19与膨胀机构一端的内连接法兰25相互抵接形成密封，再将第二热侧连接法兰9与膨胀机构另一端的外连接法兰6固接，此时第二冷侧连接法兰22与膨胀机构另一端的内连接法兰25相互抵接形成密封；安装完成后出从热侧进口1通入高温烟气，从冷侧进口11通入低温洁净气体；高温烟气经过第一换热壳体4、外波纹管7和第二换热壳体10后从热侧出口13排出；低温洁净气体经过第二换热盘管16、内波纹管21和第一换热盘管18后从冷侧出口3排出；在高温烟气和低温洁净气体流动过程中，高温烟气通过热辐射以及第二换热盘管16、内波纹管21和第一换热盘管18的热传导对低温洁净气体进行加热，实现热交换。
39.本实施例的高温辐射换热装置通过将辐射换热器分成三部分即第一换热机构、膨胀机构和第二换热机构，从而减小了单个机构的尺寸，方便了制作和运输；并且在后期维护时能够对损坏的部分进行单独更换，从而降低了后期的维护成本；本实施例的高温辐射换热装置通过设置膨胀机构，在换热作业过程中，膨胀机构能够吸收烟气管道膨胀变形产生的应力，从而有效防止高温辐射换热装置因受热后的膨胀变形而损坏，并且膨胀机构由外波纹管和内波纹管组成，从而能够更换的吸收高温辐射换热装置的外部和内部应力，进一步减少高温辐射换热装置的的损坏几率。
40.本实施例的高温辐射换热装置在实际应用中，第一换热盘管18和第二换热盘管16的根数可以根据换热需求调整，可以多根第一换热盘管18同时与第一冷侧连接法兰19连通，多根第二换热盘管16同时与第二冷侧连接法兰22连通。
41.本实用新型不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。