專利名稱：強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)，特別是指一種有效利用鍋爐煙氣余熱的 強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
眾所周知，鍋爐尾部煙道排出的高溫?zé)煔馊绻苯优畔虼髿?，不僅污染環(huán)境，而且 不能滿足目前對(duì)鍋爐節(jié)能方面的要求。于是，如何有效利用鍋爐尾部煙道排出的高溫?zé)煔猓?提供一種節(jié)能環(huán)保型鍋爐已經(jīng)成為本領(lǐng)域業(yè)界人士關(guān)心的問(wèn)題。然而，對(duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行降溫對(duì)其熱量有效利用的同時(shí)，還要考慮鍋爐設(shè)備中的低 溫腐蝕問(wèn)題。由于設(shè)置在鍋爐尾部的空氣預(yù)熱器等低溫受熱面的結(jié)露問(wèn)題是造成鍋爐設(shè)備低 溫腐蝕的主要因素，因此，要解決這部分尾部受熱面的結(jié)露問(wèn)題，就必須提高受熱面的壁面 溫度。通常通過(guò)采用提高排煙溫度或者進(jìn)風(fēng)溫度的辦法減輕鍋爐設(shè)備中受熱面低溫腐蝕問(wèn) 題，但是這樣會(huì)造成一定的能源浪費(fèi)。換熱器通常是為提高進(jìn)入空氣預(yù)熱器的進(jìn)風(fēng)溫度而設(shè)置，以減少由于大量冷風(fēng)直 接進(jìn)入空氣預(yù)熱器的受熱面造成結(jié)露、積灰而產(chǎn)生的低溫腐蝕問(wèn)題。自然循環(huán)換熱器通常 包括吸熱段與垂直設(shè)置于所述吸熱段之上的放熱段，所述吸熱段設(shè)置于鍋爐尾部煙氣通道 中，所述放熱段設(shè)置于空氣預(yù)熱器進(jìn)口風(fēng)道中。所述自然循環(huán)換熱器內(nèi)部充有循環(huán)介質(zhì)，所 述吸熱段吸收鍋爐尾部煙氣的熱量再通過(guò)循環(huán)介質(zhì)傳到所述放熱段進(jìn)行放熱。一方面，由于自然循環(huán)中利用重力作用形成高度差以提供換熱器內(nèi)部介質(zhì)循環(huán)的 動(dòng)力，故，所述放熱段只能垂直設(shè)置于所述吸熱段之上，所述放熱段與所述吸熱段的安裝位 置受到限制；另一方面，采用自然循環(huán)方式，所述自然循環(huán)換熱器內(nèi)部介質(zhì)的循環(huán)流速受到 限制，且不能控制其循環(huán)流速大小。綜上，需要提供一種新型的換熱器，不僅可以不受安裝位置的限制，還能有效改善 內(nèi)部介質(zhì)的循環(huán)速度。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的是傳統(tǒng)換熱器安裝位置受限制、內(nèi)部介質(zhì)循環(huán)速度低的技 術(shù)問(wèn)題。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)，其包括強(qiáng)制循 環(huán)換熱器、循環(huán)水泵、膨脹水箱及控制儀器，所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器包括吸熱段與放熱段，所 述循環(huán)水泵分別與所述吸熱段及所述膨脹水箱連通，所述膨脹水箱分別與所述循環(huán)水泵及 所述放熱段連通，所述控制儀器安裝于所述循環(huán)水泵。作為上述強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器進(jìn)一步包括連通 管與進(jìn)水干管，所述連通管連通所述吸熱段與放熱段，所述進(jìn)水干管連通所述膨脹水箱與 所述循環(huán)水泵。[0011]作為上述強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述膨脹水箱內(nèi)充有控制水壓的氮?dú)?。作為上述?qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述膨脹水箱與所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器 的放熱段之間安裝有控制流量的閥門。作為上述強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器的吸熱段包括吸 熱段下聯(lián)箱、吸熱段上聯(lián)箱及位于吸熱段下聯(lián)箱與吸熱段上聯(lián)箱的若干換熱管，所述吸熱 段下聯(lián)箱與所述循環(huán)水泵的出水管連通。作為上述強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述進(jìn)水干管與所述循環(huán)水泵的進(jìn)水
管連通。作為上述強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器的放熱段包括放 熱段下聯(lián)箱、放熱段上聯(lián)箱及位于放熱段下聯(lián)箱與放熱段上聯(lián)箱的若干換熱管，所述膨脹 水箱與所述放熱段下聯(lián)箱連通。作為上述強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述膨脹水箱包括進(jìn)水口、回水口及 出水口，所述進(jìn)水口與鍋爐補(bǔ)給水管連通，所述出水口與所述進(jìn)水干管連通，所述回水口與 所述放熱段下聯(lián)箱連通。作為上述強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器內(nèi)充有供液態(tài)循 環(huán)的工作介質(zhì)。作為上述強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述膨脹水箱內(nèi)水壓控制范圍在 0. 1 0. 6Mpa。本實(shí)用新型所述強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)，工作介質(zhì)在所述循環(huán)水泵的驅(qū)動(dòng)下完成循環(huán) 過(guò)程，無(wú)需借助所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器的吸熱段與放熱段之間的高度差提供動(dòng)力，改變傳統(tǒng) 換熱器中吸熱段與放熱段需要垂直安裝的位置限制，同時(shí)工作介質(zhì)的循環(huán)流速明顯提高。綜上，本實(shí)用新型所述強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)具有安裝位置靈活、工作介質(zhì)循環(huán)速度 快的特點(diǎn)。

附圖是本實(shí)用新型強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)一較佳實(shí)施例的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的強(qiáng)制循環(huán)換熱器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。請(qǐng)參閱附圖，本實(shí)用新型的強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)主要是利用鍋爐尾部的煙氣余熱加 熱冷空氣、汽輪機(jī)凝結(jié)水回水或補(bǔ)充除鹽水。所述強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)包括強(qiáng)制循環(huán)換熱器10、膨脹水箱20、循環(huán)水泵30、閥門 40、控制儀器50。所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器10包括吸熱段12、放熱段14、連通管16及進(jìn)水干管18。所 述連通管16與進(jìn)水干管18分設(shè)于所述吸熱段12、放熱段14兩側(cè)，且分別與所述吸熱段12 及所述放熱段14連通。所述吸熱段12設(shè)置于鍋爐尾部的煙氣通道內(nèi)，以便進(jìn)入煙氣通道 的煙氣與所述吸熱段12進(jìn)行熱交換。所述放熱段14設(shè)置于空氣通道內(nèi)，以便進(jìn)入空氣通 道的冷空氣與所述放熱段14進(jìn)行熱交換。[0026]所述吸熱段12包括一吸熱段下聯(lián)箱120、吸熱段上聯(lián)箱122及位于所述吸熱段下 聯(lián)箱120與吸熱段上聯(lián)箱122內(nèi)的若干換熱管124，每一換熱管124內(nèi)充有相變工作介質(zhì)， 如軟化水等。在本實(shí)施例中，換熱管124由多根并聯(lián)的密閉管排束組成，且采用螺旋翅片管 結(jié)構(gòu)。但是，換熱管124的結(jié)構(gòu)不受此限制，其還可采用其他結(jié)構(gòu)形式，只要能實(shí)現(xiàn)換熱管 124內(nèi)的相變工作介質(zhì)與換熱管124外的煙氣及空氣進(jìn)行有效換熱即可。所述放熱段14的結(jié)構(gòu)與所述吸熱段12相同，其包括一放熱段下聯(lián)箱140、放熱段 上聯(lián)箱142及位于所述放熱段下聯(lián)箱140與放熱段上聯(lián)箱142內(nèi)的若干換熱管144。所述膨脹水箱20包括進(jìn)水口 22、回水口 24及出水口 26。所述進(jìn)水口 22用來(lái)與 鍋爐補(bǔ)給水管連通，所述回水口 24與所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器10的放熱段14的放熱段下聯(lián)箱 140連通，所述出水口 26通過(guò)進(jìn)水干管18與所述循環(huán)水泵30連通。所述膨脹水箱20內(nèi)充 氮?dú)?，將飽和水壓力控制在一定范圍?nèi)(如0. 1 0.6MPa)，同時(shí)膨脹水箱20的儲(chǔ)水功能還 能緩和由于換熱量改變引起的內(nèi)部水循環(huán)量變化的影響。所述膨脹水箱20的回水口 24與 所述放熱段下聯(lián)箱140之間設(shè)所述閥門40，以控制所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器10回流至膨脹水箱 20的工作介質(zhì)流量。所述循環(huán)水泵30包括進(jìn)水管32與出水管34，所述進(jìn)水管32與所述膨脹水箱20 的出水口 26通過(guò)進(jìn)水干管18連通，所述出水管34與所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器10的吸熱段12 的吸熱段下聯(lián)箱120連通。所述循環(huán)水泵30的出水管34處設(shè)有控制儀器50，如壓力控制 閥或流量控制閥等，以控制所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器10內(nèi)部介質(zhì)的流速及流量或是壓力等。本實(shí)用新型利用強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)的工作過(guò)程如下所述首先，來(lái)自鍋爐補(bǔ)給水 管的水進(jìn)入所述膨脹水箱20并在所述循環(huán)水泵30的驅(qū)動(dòng)下，由其出水口 26通過(guò)進(jìn)水干管 18進(jìn)入所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器10的吸熱段12 ；同時(shí)，鍋爐尾部煙道的煙氣余熱進(jìn)入所述強(qiáng) 制循環(huán)換熱器10的吸熱段12，與吸熱段12內(nèi)的換熱管120充分進(jìn)行熱交換；吸熱段12的 換熱管120由于吸收煙氣余熱而使換熱管124內(nèi)的工作介質(zhì)被加熱，此時(shí)，煙氣余熱因與換 熱管120熱交換而溫度降低；接著，在所述循環(huán)水泵30的驅(qū)動(dòng)下，被加熱的所述吸熱段12 內(nèi)的工作介質(zhì)順著所述連通管16進(jìn)入所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器10的放熱段14，同時(shí)與放熱段 14內(nèi)的換熱管144充分進(jìn)行熱交換，所述放熱段14的換熱管144由于吸收工作介質(zhì)的熱量 被加熱，而工作介質(zhì)則因放熱而溫度降低；冷卻后的工作介質(zhì)最后沿著所述放熱段下聯(lián)箱 140回流到所述膨脹水箱20的回水口 24，完成整個(gè)循環(huán)過(guò)程；進(jìn)入所述膨脹水箱20的回流 水再次經(jīng)所述循環(huán)水泵30的驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)入所述進(jìn)水干管18開始新的循環(huán)過(guò)程。本實(shí)施方式中，所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器10內(nèi)的工作介質(zhì)由所述循環(huán)水泵30推動(dòng)做 往復(fù)循環(huán)，所述工作介質(zhì)不發(fā)生相變化，即工作介質(zhì)在所述強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)中僅做液態(tài)循環(huán)。 然而，可以理解的，所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器10內(nèi)的工作介質(zhì)也可以是汽液兩相同時(shí)存在。所述強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)的整個(gè)循環(huán)過(guò)程為內(nèi)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，內(nèi)部工作介質(zhì) 不參與鍋爐水循環(huán)過(guò)程。所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器10的放熱段14可以用來(lái)設(shè)置于一空氣預(yù)熱器(圖未示)進(jìn) 口前的空氣通道，來(lái)自室外的冷空氣可以與具有較高溫度的放熱段14進(jìn)行熱交換，冷空氣 被加熱，空氣加熱后再進(jìn)入空氣預(yù)熱器，或進(jìn)入鍋爐的通風(fēng)管道內(nèi)，或進(jìn)入其它管路內(nèi)。如 此以來(lái)不僅有效利用鍋爐煙氣余熱，且提高進(jìn)入空氣預(yù)熱器的空氣溫度，減少空氣預(yù)熱器 因?qū)諝饧訜嵩斐傻哪芰康膿p耗。
5[0034]所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器10的換熱量可通過(guò)被回收利用的煙氣熱和被加熱的空氣熱 計(jì)算得來(lái)，如所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器10的吸熱段12的換熱量可通過(guò)下列公式得到吸熱段(煙氣側(cè))換熱量込=ν"ΧΡ"Χ^ΑΤΧψ ；其中，Vg為煙氣流量，P g為煙氣密度，Cpg為煙氣比熱，ΔΤ為強(qiáng)制循環(huán)換熱器前、 后煙氣排煙溫度溫差，P為設(shè)備系數(shù)。所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器10的放熱段14的換熱量的計(jì)算方法類似。本實(shí)用新型中所述強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)，首先，由于設(shè)置所述循環(huán)水泵30，改變自然 循環(huán)換熱器中吸熱段與放熱段需要垂直安裝的位置限制，且工作介質(zhì)循環(huán)流速明顯提高。 此外，還可通過(guò)調(diào)節(jié)所述循環(huán)水泵30來(lái)改變循環(huán)量和循環(huán)速率而使所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器 10的整體壁溫可控可調(diào)。其次，由于所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器10的吸熱段12與放熱段14不再受安裝位置制 約，如要用于電站鍋爐中，即可在安裝空間允許范圍內(nèi)將所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器10的吸熱段 12安裝在煙道任何位置。如可以安裝在除塵器之后的煙道內(nèi)，如此以來(lái)除塵后的煙氣不會(huì) 再對(duì)所述吸熱段12產(chǎn)生磨損，從而解決由于磨損而引發(fā)所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器10泄漏的問(wèn) 題，延長(zhǎng)所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器10的使用壽命。再次，由于所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器10的磨損問(wèn)題得到解決，則所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器 10可采用較薄的換熱器管壁，來(lái)減輕所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器10的重量和支撐載荷的負(fù)擔(dān)，不 僅提高換熱管導(dǎo)熱能力，且降低所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器10的材料成本。綜上，本實(shí)用新型所述強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)具有安裝位置靈活、工作介質(zhì)循環(huán)速度 快的特點(diǎn)。以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施案例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng) 域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之 內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)，其特征在于包括強(qiáng)制循環(huán)換熱器、循環(huán)水泵、膨脹水箱及控制儀器，所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器包括吸熱段與放熱段，所述循環(huán)水泵分別與所述吸熱段及所述膨脹水箱連通，所述膨脹水箱分別與所述循環(huán)水泵及所述放熱段連通，所述控制儀器安裝于所述循環(huán)水泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)，其特征在于所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器進(jìn)一 步包括連通管與進(jìn)水干管，所述連通管連通所述吸熱段與放熱段，所述進(jìn)水干管連通所述 膨脹水箱與所述循環(huán)水泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)，其特征在于所述膨脹水箱內(nèi)充有控制 水壓的氮?dú)狻?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)，其特征在于所述膨脹水箱與所述強(qiáng)制 循環(huán)換熱器的放熱段之間安裝有控制流量的閥門。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)，其特征在于所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器的吸 熱段包括吸熱段下聯(lián)箱、吸熱段上聯(lián)箱及位于吸熱段下聯(lián)箱與吸熱段上聯(lián)箱的若干換熱 管，所述吸熱段下聯(lián)箱與所述循環(huán)水泵的出水管連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)，其特征在于所述進(jìn)水干管與所述循環(huán) 水泵的進(jìn)水管連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)，其特征在于所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器的放 熱段包括放熱段下聯(lián)箱、放熱段上聯(lián)箱及位于放熱段下聯(lián)箱與放熱段上聯(lián)箱的若干換熱 管，所述膨脹水箱與所述放熱段下聯(lián)箱連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)，其特征在于所述膨脹水箱包括進(jìn)水口、 回水口及出水口，所述進(jìn)水口與鍋爐補(bǔ)給水管連通，所述出水口與所述進(jìn)水干管連通，所述 回水口與所述放熱段下聯(lián)箱連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)，其特征在于所述強(qiáng)制 循環(huán)換熱器內(nèi)充有供液態(tài)循環(huán)的工作介質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)，其特征在于所述膨脹水箱內(nèi)水壓控制 范圍在0. 1 0. 6MPa。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)，其包括強(qiáng)制循環(huán)換熱器、循環(huán)水泵、膨脹水箱及控制儀器，所述強(qiáng)制循環(huán)換熱器包括吸熱段與放熱段，所述循環(huán)水泵分別與所述吸熱段及所述膨脹水箱連通，所述膨脹水箱分別與所述循環(huán)水泵及所述放熱段連通，所述控制儀器安裝于所述循環(huán)水泵。本實(shí)用新型所述強(qiáng)制循環(huán)換熱系統(tǒng)具有安裝位置靈活、工作介質(zhì)循環(huán)速度快的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F22D11/06GK201680401SQ20102016810
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者馮友福, 劉亦武, 劉禹卉, 孫淮林, 朱和錦, 白金德 申請(qǐng)人:深圳中節(jié)能環(huán)保有限公司;深圳中興科楊節(jié)能環(huán)保股份有限公司