專利名稱：兩相流水熱媒換熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種兩相流水熱媒換熱系統(tǒng)，更具體地講，涉及 一種抗酸露點腐蝕、布置靈活且高效經(jīng)濟的兩相流水熱媒換熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
石油化工、火力發(fā)電、煉鋼等生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生大量高溫?zé)煔猓ǔ?需要將這些高溫?zé)煔獾臒崃窟M(jìn)行回收再利用。常用的回收方式是采用 熱管換熱技術(shù)，在細(xì)管中裝有一定量的導(dǎo)熱介質(zhì)，利用介質(zhì)的相變進(jìn) 行換熱。實踐中，即使在同一生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)，高溫?zé)煔庥酂峄厥赵倮?br> 的工況也各不相同，尤其是煙氣中常含有502、 S03等酸性氣體， 一旦
溫度降到露點溫度，則會產(chǎn)生酸露點腐蝕問題，傳統(tǒng)的熱管換熱器難 以針對各個具體工況分別設(shè)置，效率低，成本高。

實用新型內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本實用新型的目的是提供一種抗酸 露點腐蝕、布置靈活且高效經(jīng)濟的兩相流水熱媒換熱系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的兩相流水熱媒換熱系統(tǒng)包
括分體式兩相流換熱器和沿著煙氣流動方向設(shè)置在分體式兩相流換熱 器下游的可調(diào)壁溫水熱媒換熱器，其中分體式兩相流換熱器包括一個或 多個沿著煙氣流動方向串排的換熱單元，該換熱單元包括吸熱部分， 煙氣流過該吸熱部分；放熱部分，位于吸熱部分上方，待加熱的空氣沿 著與煙氣流動方向相反的方向流過放熱部分；上升管，將吸熱部分的上 端與放熱部分的上端相連接；下降管，將放熱部分的下端與吸熱部分的 下端相連接；放氣閥，設(shè)置在上升管的上方；和補液閥，連接到下降管， 以補充因放氣減少的水。
其中，可調(diào)壁溫水熱媒換熱器包括彎成多程的吸熱彎管和彎成多程的放熱彎管；循環(huán)泵，該循環(huán)泵通過循環(huán)水管與吸熱彎管和放熱 彎管串聯(lián)形成循環(huán)回路；調(diào)節(jié)閥，連接到循環(huán)回路以調(diào)節(jié)循環(huán)回路中 的水量；放氣閥，設(shè)置在循環(huán)回路的最高處；以及補液閥，將循環(huán)回 路與水網(wǎng)相連，以補充循環(huán)回路中的水量。
根據(jù)需要，吸熱部分可包括單根或多根吸熱管，放熱部分也可包 括單根或多根放熱管。
此外，分體式兩相流換熱器可進(jìn)一步包括一個或多個單管換熱單 元，所述單管換熱單元的吸熱部分和放熱部分均由單根換熱管構(gòu)成。
優(yōu)選地，所述吸熱管是肋化的吸熱管，所述放熱管是肋化的放熱管。
優(yōu)選地，所述吸熱彎管和所述放熱彎管均是肋化的傳熱管。 通過下面的詳細(xì)描述，本實用新型的目的、特征和優(yōu)點將變得更 加明顯。


圖l是根據(jù)本實用新型的兩相流水熱媒換熱系統(tǒng)中分體式兩相流 換熱器的換熱單元一優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖2是根據(jù)本實用新型的兩相流水熱媒換熱系統(tǒng)中分體式兩相流 換熱器的換熱單元另一優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖3是根據(jù)本實用新型的兩相流水熱媒換熱系統(tǒng)中可調(diào)壁溫水熱 媒換熱器一優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖4是根據(jù)本實用新型的兩相流水熱媒換熱系統(tǒng)一優(yōu)選實施例的 總體結(jié)構(gòu)示意圖。
1'分體式兩相流換熱器的放熱部分；2'分體式兩相流換熱器的吸 熱部分； 3'可調(diào)壁溫水熱媒換熱器的放熱部分；4'可調(diào)壁溫 水熱媒換熱器的吸熱部分；5'兩相流水熱媒換熱系統(tǒng)的放熱部分； 6'兩相流水熱媒換熱系統(tǒng)的吸熱部分
具體實施方式
根據(jù)本實用新型的兩相流水熱媒換熱系統(tǒng)是利用煙氣余熱加熱空 氣或其它工質(zhì)的換熱系統(tǒng)，具有換熱效率高，耗能少，可調(diào)節(jié)換熱管 壁溫以抵抗酸露點腐蝕并且布置靈活的特點。
本系統(tǒng)由兩部分組成。順煙氣流入的第一部分是換熱的主體部分，
稱作分體式兩相流換熱器。位于煙氣流出尾端的第二部分兼有換熱和調(diào)節(jié)換熱管壁溫的作用，稱作可調(diào)壁溫水熱媒換熱器。
根據(jù)本實用新型的分體式兩相流換熱器包括一個或多個順煙氣流 動方向串排的換熱單元，各個換熱單元互相獨立。如圖1所示，各個 換熱單元分成上下倆部分，下面是吸熱部分，上面是放熱部分，中間 用上升管4和下降管IO連接起來。下面的吸熱部分由一組相互間隔垂
直布置的吸熱管2通過上下兩端連接管3、 l并聯(lián)連接，上端的連接管 3通過上升管4與放熱部分相連，下端的連接管1通過下降管10與上 面的放熱部分相連。吸熱部分的換熱管和下端的連接管中充有水工質(zhì)。 當(dāng)煙氣橫向掠過下部的吸熱部分時，換熱管中的水工質(zhì)吸熱汽化，蒸 汽通過上升管，進(jìn)入上面的吸熱部分。吸熱部分也與放熱部分一樣， 由一組相互間隔的放熱管7通過上下兩端連接管6、 8并聯(lián)連接。由上 升管4輸送來的蒸汽經(jīng)由上端的連接管6進(jìn)入放熱管7，將蒸汽熱量通 過放熱管7把熱量釋放給逆向流過的冷空氣，使空氣升溫，蒸汽則在 放出汽化潛熱后液化成冷凝水，匯集到下降管IO再流入吸熱部分下端 的連接管l，進(jìn)行新的一輪循環(huán)。
由于水的汽化潛熱很大，且水蒸汽在管中的運動速度極快，水側(cè) 熱阻很小，因此整個換熱過程是高效的。為了降低水的汽化溫度，換 熱單元可以抽成真空，這樣同時也可降低整個循環(huán)的運行壓力，有利
于降低系統(tǒng)的制造和運行成本。又由于水和系統(tǒng)中的鋼管作用會產(chǎn)生 氣體，阻礙換熱，因此在上升管的上方應(yīng)設(shè)置放氣閥5，也正因為此， 在下降管中要設(shè)置補液閥9，以補充放氣減少的水。
分體式兩相流換熱器可以靈活布置，通過延長或縮短上升管4和 下降管IO可將吸熱部分和放熱部分合在一個箱體中或分置于兩個分隔 的箱體里。根據(jù)需要，也可以將2 4個換熱單元串聯(lián)起來組成一個較 大的換熱單元，然后和其他換熱單元再組成分體式兩相流換熱器，圖2
所示的就是其中的一個組合的例子。
分體式兩相流換熱器完全依靠自力進(jìn)行封閉循環(huán)，不需額外的外 界動力，因此結(jié)構(gòu)簡單，耗能少，管理方便。
參照圖3，根據(jù)本實用新型的可調(diào)壁溫水熱媒換熱器也分為放熱 和吸熱兩部分，同樣以水作工質(zhì)，只是水溫要維持在酸露點溫度以上，
6以使管壁溫度恒定保持高于酸露點溫度，避免發(fā)生酸露點腐蝕，且始 終保持液態(tài)進(jìn)行循環(huán)，因此在系統(tǒng)的換熱管中運行的水需要維持一定 的壓力，這就需在系統(tǒng)中設(shè)置一個循環(huán)泵11。在可調(diào)壁溫水熱媒換熱 器的煙氣換熱部分，流通水的換熱管也可有若干根，由前后兩根集水 連接管分別連接并聯(lián)布置的換熱管前后進(jìn)出水口。換熱管從煙氣進(jìn)口 到煙氣出口彎成多程，并成垂直布置。圖中示出為彎成多程的吸熱彎
管13，當(dāng)煙氣橫向掠過換熱彎管13時，水逆向流動完成熱交換。加熱 后的水從循環(huán)水管14流向空氣換熱部分?？諝鈸Q熱部分的結(jié)構(gòu)與煙氣 換熱部分完全相同，即彎成多程的放熱彎管15，只不過這時水工質(zhì)作 為熱源，而空氣作冷源。為了控制煙氣部分換熱管的壁溫，就必須調(diào) 節(jié)水量以控制熱交換量，為此在水循環(huán)管路上設(shè)置了流量調(diào)節(jié)閥17。 當(dāng)煙氣量或煙氣成分發(fā)生變化使得壁溫過低時，可啟動流量調(diào)節(jié)閥17 減少水的流量來提高壁溫，反之也然。
考慮到水在鋼質(zhì)管道中長期運行會產(chǎn)生不凝氣體，影響熱交換的 正常進(jìn)行，因此在水循環(huán)系統(tǒng)的最高處也應(yīng)設(shè)置放氣閥16，當(dāng)然補水 和放水也是需要考慮的，這只要加裝補液閥12就可做到。
可調(diào)壁溫水熱媒換熱器也可靈活布置，既可合在一個箱體中也可 分置于兩個分隔的箱體里，因此可以與分體式兩相流換熱器完美組成 一個整體，付之應(yīng)用，其組合如圖4所示。
這樣通過分體式兩相流換熱器和可調(diào)壁溫水熱媒換熱器的多種組 合就能達(dá)到既可高效換熱，耗用較少動力又可防止低溫酸露點腐蝕，且 能因地制宜靈活布置的目的。
權(quán)利要求1.一種兩相流水熱媒換熱系統(tǒng)，其特征在于，包括分體式兩相流換熱器，該分體式兩相流換熱器包括一個或多個沿著煙氣流動方向串排的換熱單元，其中所述換熱單元包括吸熱部分，煙氣流過該吸熱部分；放熱部分，位于所述吸熱部分上方，待加熱的空氣沿著與煙氣流動方向相反的方向流過所述放熱部分；上升管，將所述吸熱部分的上端與所述放熱部分的上端相連接；下降管，將所述放熱部分的下端與所述吸熱部分的下端相連接；放氣閥，設(shè)置在所述上升管的上方；和補液閥，連接到所述下降管，以補充因放氣減少的水；以及可調(diào)壁溫水熱媒換熱器，該可調(diào)壁溫水熱媒換熱器沿著煙氣流動方向設(shè)置在所述分體式兩相流換熱器的下游。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩相流水熱媒換熱系統(tǒng)，其特征在于， 所述可調(diào)壁溫水熱媒換熱器包括彎成多程的吸熱彎管和彎成多程的放熱彎管；循環(huán)泵，該循環(huán)泵通過循環(huán)水管與所述吸熱彎管和所述放熱彎管串 聯(lián)形成循環(huán)回路；調(diào)節(jié)閥，連接到所述循環(huán)回路以調(diào)節(jié)所述循環(huán)回路中的水量； 放氣閥，設(shè)置在所述循環(huán)回路的最高處；以及補液閥，將所述循環(huán)回路與水網(wǎng)相連，以補充所述循環(huán)回路中的水
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩相流水熱媒換熱系統(tǒng)，其特征在于， 所述吸熱部分包括多根吸熱管，所述放熱部分包括多根放熱管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩相流水熱媒換熱系統(tǒng)，其特征在于， 所述吸熱部分包括單根吸熱管，所述放熱部分包括單根放熱管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的兩相流水熱媒換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述分體式兩相流換熱器進(jìn)一步包括一個或多個單管換熱單元，所述單 管換熱單元的吸熱部分和放熱部分均由單根換熱管構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的兩相流水熱媒換熱系統(tǒng)，其特 征在于，所述吸熱管是肋化的吸熱管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的兩相流水熱媒換熱系統(tǒng)，其特征在于， 所述放熱管是肋化的放熱管。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的兩相流水熱媒換熱系統(tǒng)，其特征在于， 所述吸熱彎管和所述放熱彎管均是肋化的傳熱管。
專利摘要公開了一種兩相流水熱媒換熱系統(tǒng)，包括分體式兩相流換熱器和沿著煙氣流動方向設(shè)置在分體式兩相流換熱器下游的可調(diào)壁溫水熱媒換熱器。分體式兩相流換熱器包括一個或多個沿著煙氣流動方向串排的換熱單元，其中換熱單元包括吸熱部分，煙氣流過該吸熱部分；放熱部分，位于吸熱部分上方，待加熱的空氣沿著與煙氣流動方向相反的方向流過放熱部分；上升管，將吸熱部分的上端與放熱部分的上端相連接；下降管，將放熱部分的下端與吸熱部分的下端相連接；放氣閥，設(shè)置在上升管的上方；和補液閥，連接到下降管，以補充因放氣減少的水。通過調(diào)節(jié)壁溫可抗酸露點腐蝕，并且可根據(jù)具體的工況靈活布置以高效經(jīng)濟地進(jìn)行余熱回收。
文檔編號F28D15/02GK201434623SQ20092007237
公開日2010年3月31日 申請日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者侯欣生, 熊亞東 申請人:上海澤宇機電設(shè)備制造有限公司