地下工程柴油发电站烟气废热三级逆流回收系统的制作方法
【专利摘要】一种地下工程柴油发电站烟气废热三级逆流回收系统，包括发动机和换热器，换热器是由一级换热器、二级换热器和三级换热器构成；换热器之间通过金属轧制弯头连接；在进水管道设置流量调节阀；一级换热器上设有进烟口和排水管；三级换热器上设有进水管和排烟口；在一级换热器、二级换热器、三级换热器的换热管上轧制圆形肋片。本实用新型提出了三级逆流回收系统，通过改进热交换器结构，在热交换器中采用强化换热技术，实现了大负荷超短距离烟气废热的高效吸收，单位时间和空间上的热负荷交换密度达到635KW/m3，降温梯度达1250℃/m，换热器入口水温大于15℃时，出水温度最高可达97℃，为地下柴油电站排烟伪装和高原高寒地区地下工程的余热利用解决了关键技术难题。
【专利说明】地下工程柴油发电站烟气废热三级逆流回收系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及地下工程柴油发电站高温烟气废热回收领域，具体说是一种地下工程柴油发电站烟气废热三级逆流回收系统。
【背景技术】
[0002]地下工程柴油发电机组燃油燃烧产生的能量除部分转化为电能外，其余大部分转化为热量被排放掉，其中约30%由废气携带排除。以某型号165Kw柴油发电机组为例，该机组废气携带热量约为141KW。柴油发电机组排放大量的高温烟气，既造成能源的极大浪费，也使地下电站暴露症候更为明显。
[0003]表面式换热器是常用的流体之间交换热量的设备，技术成熟，效果可靠。但是，在某些特定场合，采用常规换热原理和换热工艺不能满足设计要求。如地下工程电站排烟的热交换，由于地下工程电站空间的制约，热交换装置的外形尺寸和体积受到严格限制，需在760X688X425空间上对165KW机组高温烟气所携带的大量热负荷(约141KW)进行稳速热交换，采用常规工艺是不能实现的。
【发明内容】
[0004]综上所述，本实用新型的目的在于提供一种新型的地下工程柴油发电站烟气废热三级逆流回收系统，针对柴油发电机组排放烟气的废热进行回收利用，不仅有利于地下电站的伪装隐蔽，而且为工程的废热利用奠定了基础。尤其是在高原高寒地区，物资保障困难，充分利用废热，最大限度节能减排，对于提高地下工程的保障效能具有重要的现实意义。
[0005]本实用新型的目的通过以下技术来实现:
[0006]一种地下工程柴油发电站烟气废热三级逆流回收系统，包括发动机和换热器，换热器是由一级换热器、二级换热器和三级换热器构成；换热器之间通过金属轧制弯头连接；在进水管道设置流量调节阀；一级换热器上设有进烟口和排水管；三级换热器上设有进水管和排烟口 ；在一级换热器、二级换热器、三级换热器的换热管上轧制圆形肋片。
[0007]上述的一级换热器、二级换热器、三级换热器的换热管的排管方式为叉列排列。
[0008]上述的一级换热器、二级换热器、三级换热器的换热管内插入螺旋线圈。
[0009]上述流量调节阀根据其前后级换热器的水温和设定的出水温度调节本级换热器流量；
[0010]本实用新型的工作原理:
[0011]发动机产生的烟气由进烟口进入一级换热器，通过二级换热器，从三级换热器排烟口排出；冷却水由三级换热器进水管引入，经二级换热器流入一级换热器后，再由一级换热器的出水管排出。
[0012]本实用新型的优点及有益效果:
[0013]本实用新型提出了三级逆流回收系统，通过改进热交换器结构，在热交换器中采用强化换热技术，实现了大负荷超短距离烟气废热的高效吸收，单位时间和空间上的热负荷交换密度达到635KW/m3，降温梯度达1250°C /m，换热器入口水温大于15°C时，出水温度最高可达97°C，为地下柴油电站排烟伪装和高原高寒地区地下工程的余热利用解决了关键技术难题。
[0014]由于烟气温度高达500°C，换热器采用了金属铜一铝复合轧制肋片U型盘管材料和结构，这种铜铝管紧密复合在一起的轧制工艺，使换热器具有很高的传热性能，耐腐蚀和高温，成功地解决了表面式换热器防止冷却水汽化、大温差结构变形和装置爆裂的问题。
[0015]本实用新型采用的换热器排管方式为叉排，换热器安装时，高温烟气垂直冲刷管束，经大量试验研究表明，换热器管子叉列比顺列换热效果好，横向冲刷比纵向冲刷换热系数大，单位时间内传热量大，传热效率高。
[0016]本实用新型采用内螺旋线圈改变流动状态。在管内插入螺旋线圈强化传热是一种简易可行的强化传热的方法。在插有螺旋线圈的管子中，在近壁区域，流体一方面由于螺旋线圈的作用而发生旋转，另一方面还周期性的受到线圈的螺旋金属丝的扰动，因而可以使传热强化。
[0017]本实用新型采用外肋片扩大换热面积。扩大换热面的方式有很多种，比较常用是在管子外面加肋片，我们就常用的板肋管和圆肋管两种肋管方式做试验研究，确定采用圆肋管。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的结构示意图。
[0019]图中:1_进烟口 2-三级换热器3-进水管4-排烟口 5-—级换热器6_出水管7-二级换热器
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型做进一步说明:
[0021]如图1所示，一种地下工程柴油发电站烟气废热三级逆流回收系统，包括发动机和换热器，其特征是:所述的换热器是由一级换热器5、二级换热器7和三级换热器2构成；换热器之间通过金属轧制弯头连接；在进水管3道设置流量调节阀；所述的一级换热器5上设有进烟口 I和排水管6 ;三级换热器2上设有进水管3和排烟口 4 ;在一级换热器5、二级换热器7、三级换热器2的换热管上轧制圆形肋片。
[0022]一级换热器5、二级换热器7、三级换热器2的换热管的排管方式为叉列排列。
[0023]一级换热器5、二级换热器7、三级换热器2的换热管内插入螺旋线圈。
实施例
[0024]发动机产生的烟气由进烟口 I进入一级换热器5，通过二级换热器7，从三级换热器2排烟口 4排出；冷却水由三级换热器2进水管3引入，经二级换热器7流入一级换热器5后，再由一级换热器5的出水管6排出。
【权利要求】
1.一种地下工程柴油发电站烟气废热三级逆流回收系统，包括发动机和换热器，其特征是:换热器是由一级换热器(5)、二级换热器(7)和三级换热器(2)构成；换热器之间通过金属轧制弯头连接；在进水管(3)道设置流量调节阀；一级换热器(5)上设有进烟口(I)和排水管(6);三级换热器(2)上设有进水口(3)和排烟口(4);在一级换热器(5)、二级换热器(7)、三级换热器(2)的换热管上轧制圆形肋片。
2.如权利要求1所述的一种地下工程柴油发电站烟气废热三级逆流回收系统，其特征在于:所述的一级换热器(5)、二级换热器(7)、三级换热器(2)的换热管的排管方式为叉列排列。
3.如权利要求1所述的一种地下工程柴油发电站烟气废热三级逆流回收系统，其特征在于:所述的一级换热器(5)、二级换热器(7)、三级换热器(2)的换热管内插入螺旋线圈。
【文档编号】F02G5/02GK203547986SQ201320726800
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】曾以雄, 王彦林, 刘衡, 杨智 申请人:中国人民解放军兰州军区司令部工程科研设计所