專利名稱：高溫?zé)煔庥酂釤峁芑厥障到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所述的技術(shù)方案屬于熱交換設(shè)備領(lǐng)域，具體的講，是屬于在通入或穿過通道壁的封閉管道里有中間傳熱介質(zhì)的凝結(jié)和蒸發(fā)的熱交換設(shè)備領(lǐng)域，依據(jù)國際專利分類法，屬于 F28D 15/02。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有高溫?zé)煔庥酂釤峁芑厥障到y(tǒng)有兩大類，一是軸向熱管，二是徑向熱管。由于徑向熱管工質(zhì)受熱蒸發(fā)面積大，蒸發(fā)面到冷凝面路徑短，傳熱速度更快，熱流密度更大，換熱效率更高，體積更緊湊，受到專業(yè)人士更多的關(guān)注?，F(xiàn)有煙氣余熱回收徑向熱管又分成兩大類，一類是外筒內(nèi)為煙道，中筒內(nèi)為工質(zhì)，內(nèi)筒內(nèi)走水；另一類是內(nèi)筒內(nèi)為煙道，中筒內(nèi)為工質(zhì)，外筒內(nèi)走水。前者的缺陷是高溫?zé)煔馍釓娏?，需要高質(zhì)量的外保溫層；由于煙氣通道端面為環(huán)形筒，與煙氣源對接困難；水管在里面，進出都要穿過雙層煙道壁面，結(jié)構(gòu)和施工都很復(fù)雜；冷凝面較小，放熱有余，吸收不足，只得加長管道，增加了占地和成本。后者的缺陷是外筒和中筒受高壓。在承受相同高壓下筒壁受的應(yīng)力與直徑平方成正比，與內(nèi)筒受高壓相比，應(yīng)力要增加5-10倍，在大的外筒和中筒上要增加多倍的壁厚，多倍的重量和成本，這一般是無法承受的，尤其是對于大型熱管?，F(xiàn)有的技術(shù)，如我國專利號為201020569710.3，名稱為《一種徑向熱管換熱器》，它包括殼體、徑向熱管、管板、熱交換室和折流板；管板為兩塊，分別位于殼體的兩端；殼體和兩塊管板之間的區(qū)域形成熱交換室；兩塊管板之間穿有適宜數(shù)量的徑向熱管，在兩塊管板之間垂直設(shè)置適宜數(shù)量的折流板。通過冷流體水平流動，熱流體垂直流動，實現(xiàn)了冷、熱流體的錯流流動。其不 足之處是:在高溫流體通道內(nèi)，有多個徑向熱管，并且要經(jīng)過多個折流板，垂直向上、垂直向下折返。對于煉鋼轉(zhuǎn)爐一類高溫?zé)煔猓写罅恳兹家妆拿簹?，還有大量硬質(zhì)顆粒雜質(zhì)。對徑向熱管和折流板的沖擊，會使受沖擊處很快磨蝕損壞，而在停爐吹掃時，在轉(zhuǎn)角處會留存可燃煙氣，再次開爐，會引起高溫?zé)煔獾谋?。所以，對于易燃易爆的高溫?zé)煔猓仨毐３帧爸鳌?，直來直去，無阻擋，無窩氣。所以，該專利只適合較低溫、無可燃氣體的熱流體，不適合高溫?zé)煔狻?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，突破了徑向熱管外筒、中筒、內(nèi)筒的傳統(tǒng)模式，取消了中筒，只有外筒和內(nèi)筒。內(nèi)筒走高溫?zé)煔?。?nèi)筒在外筒內(nèi)平行向下偏心放置，夕卜筒內(nèi)下部灌注適量工質(zhì)。由于內(nèi)筒向下偏心放置，上方有了較大空間，就在此空間平行放置了多個走水的翅片管，接受工質(zhì)蒸汽冷凝加熱。這樣，既解決了煙管在內(nèi)，外筒、中筒間走水承壓應(yīng)力過高的問題，又解決了煙管在外，增加高溫保溫層、與煙氣源對接困難、水管進出結(jié)構(gòu)、施工復(fù)雜、冷凝面過小等問題，使煙氣源與熱管的對接更便捷，煙氣熱損最小，冷凝受熱面大幅增加。多個翅片管代替外筒、中筒間環(huán)行通道受高壓，應(yīng)力下降10倍以上，大幅節(jié)省了材料和空間，提聞了傳熱效率。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:本高溫?zé)煔庥酂釤峁芑厥障到y(tǒng)由徑向熱管、分水筒、集水筒、汽液全流螺桿動力機、低壓蒸汽回收裝置、儲水泵送裝置、電控柜、真空泵八部分組成。徑向熱管由熱管外筒、熱管前蓋板、煙氣管、左翅片水管、中翅片水管、右翅片水管、熱管后蓋板、熱管抽真空接嘴、真空閥門、工質(zhì)組成。分水筒由分水筒體、左分水管、中分水管、右分水管、進水管組成。集水筒由集水筒體、左集水管、中集水管、右集水管、出水管組成。汽液全流螺桿動力機是外購螺桿式發(fā)電機組。低壓蒸汽回收裝置由低壓蒸汽排放管、低壓蒸汽冷凝器組成。儲水泵送裝置由儲水箱、引水管、高壓水泵組成。電控柜由原汽液全流螺桿動力機控制柜和高壓水泵、真空泵配電、控制、高溫?zé)煔庥酂釤峁芑厥障到y(tǒng)所有重要運行參數(shù)監(jiān)控、傳感、顯示裝置、所有重要安全參數(shù)監(jiān)控、傳感、顯示、報警裝置組成。真空泵也為外購設(shè)備。徑向熱管中熱管外筒、煙氣管、左翅片管、中翅片管、右翅片管兩端均分別與熱管前蓋板和熱管后蓋板焊接聯(lián)接，抽真空接嘴與熱管后蓋板焊接聯(lián)接，真空閥門與抽真空接嘴螺紋聯(lián)接。分水筒中分水筒體與左分水管、中分水管、右分水管、進水管均為焊接聯(lián)接。集水筒中集水筒體與左集水管、中集水管、右集水管、出水管均為焊接聯(lián)接，出水管與汽液全流螺桿動力機通過法蘭、螺栓聯(lián)接。低壓蒸汽回收裝置中低壓蒸汽排放管與汽液全流螺桿動力機通過法蘭、螺栓聯(lián)接，低壓蒸汽排放管與低壓蒸汽冷凝器通過法蘭、螺栓聯(lián)接。儲水泵送裝置中引水管與高壓水泵通過法蘭、螺栓聯(lián)接，高壓水泵與進水管通過法蘭、螺栓聯(lián)接。電控柜通過電纜與高壓水泵、真空泵、汽液全流螺桿動力機聯(lián)接，通過導(dǎo)線與各采集點傳感器聯(lián)接。真空泵在需要加注工質(zhì)和抽真空時通過導(dǎo)管與真空閥門聯(lián)接。本高溫?zé)煔庥酂釤峁芑厥障到y(tǒng)有以下特點:1、突破了徑向熱管外筒、中筒、內(nèi)筒的傳統(tǒng)模式，去掉中筒，內(nèi)筒下移，內(nèi)筒走氣，外筒內(nèi)下部充注工質(zhì)，外筒內(nèi)上部大空間內(nèi)布置多個走水的翅片管，吸收冷凝熱，組成一種全新的徑向熱管。2、相對外筒走水的徑向熱管，在相同的流量、壓力下，本系統(tǒng)多個走水的翅片管所受的應(yīng)力比外筒、中筒小10多倍，受熱面積還有大幅增加，可以大幅減重、減成本、減占地。3、相對 內(nèi)筒走水、外筒走高溫?zé)煔獾膹较驘峁?，本徑向熱管為?nèi)筒走高溫?zé)煔猓c煙氣源對接方便；內(nèi)筒外全被工質(zhì)和蒸汽包圍，基本沒有熱損；兩端進出水管不需穿過兩層煙氣筒壁，免去了復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和施工難度；省去了外筒高溫?zé)煔夤艿母邇r外保溫層。4、本徑向熱管煙道為大口徑直管，形成典型的柱塞流，特別適合于高溫、易燃、易爆、含塵量大的煙氣余熱回收。根據(jù)煙氣源情況，前面可加陶瓷除塵器，去除較大的火種顆粒。根據(jù)客戶各種余熱利用的需要，可以輸出2.SMpa的蒸汽進入原有的蒸汽網(wǎng)、可以直接進汽輪機發(fā)電、也可輸出較低壓力的汽水混合物，直接進入汽液全流螺桿動力機發(fā)電。該機還可根據(jù)客戶需要，在發(fā)電同時，可以輸出0.4Mpa的蒸汽進入原有的低壓蒸汽系統(tǒng)。本系統(tǒng)是輸出0.05Mpa的低壓蒸汽，經(jīng)冷凝后進入儲水箱循環(huán)使用。


圖1高溫?zé)煔鉄峁苡酂峄厥障到y(tǒng)示意圖。圖2A-A剖視圖。零部件編號:徑向熱管1、分水筒2、集水筒3、汽液全流螺桿動力機4、低壓蒸汽回收裝置5、儲水泵送裝置6、電控柜7、真空泵8、熱管外筒1-1、熱管前蓋板1-2、煙氣管1-3、左翅片管1-4、中翅片管1-5、右翅片管1-6、熱管后蓋板1-7、熱管抽真空接嘴1-8、真空閥門1-9、工質(zhì)1-10、分水筒體2-1、左分水管2-2、中分水管2-3、右分水管2_4、進水管2_5、集水筒體3-1、中集水管3-2、左集水管3-3、右集水管3-4、出水管3_5、低壓蒸汽排放管5_1、低壓蒸汽冷凝器5-2、儲水箱6-1、引水管6-2、高壓水泵6-3。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明作進一步描述。由圖1、圖2中可以看出，本高溫?zé)煔鉄峁苡酂峄厥障到y(tǒng)由徑向熱管1、分水筒2、集水筒3、汽液全流螺桿動力機4、低壓蒸汽回收裝置5、儲水泵送裝置6、電控柜7、真空泵8組成。徑向熱管I與分水筒2、集水筒3之間均用焊接聯(lián)接。集水筒3與汽液全流螺桿動力機4之間，汽液全流螺桿動力機4與低壓蒸汽回收裝置5之間，低壓蒸汽回收裝置5與儲水泵送裝置6之間，儲水泵送裝置6與分水筒2之間分別通過法蘭、螺栓聯(lián)接。電控柜7與汽液全流螺桿動力機4、儲水泵送裝置6、真空泵8之間通過電纜、導(dǎo)線聯(lián)接。汽液全流螺桿動力機4與真空泵8為外購件。電控柜7為組裝件，提供電力和控制信號，通過導(dǎo)線與各重要運行參數(shù)、重要安全參數(shù)采集點傳感器聯(lián)接。徑向熱管I由熱管外筒1-1、熱管前蓋板1-2、煙氣管1-3、左翅片管1_4、中翅片管
1-5、右翅片管1-6、熱管后蓋板1-7、熱管抽直空接嘴1-8、真空閥門1-9、工質(zhì)1_10組成。煙氣管1-3的左端為波紋管。熱管外筒1-1、煙氣管1-3、左翅片管1-4、中翅片管1-5、右翅片管1-6兩端均分別與熱管前蓋板1-2和熱管后蓋板1-7焊接聯(lián)接，熱管抽真空接嘴1-8與熱管后蓋板1-7焊接聯(lián)接，真空閥門1-9與熱管抽真空接嘴1-8螺紋聯(lián)接。真空泵8在需要加注工質(zhì)1-10和抽真空時通過導(dǎo)管與真空閥門1-9聯(lián)接。分水筒2由分水筒體2-1、左分水管2-2、中分水管2_3、右分水管2_4、進水管2_5組成。分水筒體2-1與左分水管2-2、中分水管2-3、右分水管2-4、進水管2_5均為焊接聯(lián)接。左分水管2-2、中分水管2-3、右分水管2-4均與熱管前蓋板1-2焊接聯(lián)接。集水筒3由集水筒體3-1、中集水管3-2、左集水管3_3、右集水管3_4、出水管3_5組成。集水筒體3-1與中集水管3-2、左集水管3-3、右集水管3-4、出水管3_5均為焊接聯(lián)接。出水管3-5與汽液全流螺桿動力機4通過法蘭、螺栓相聯(lián)。低壓蒸汽回收裝置5由低壓蒸汽排放管5-1、低壓蒸汽冷凝器5-2組成。低壓蒸汽排放管5-1與汽液全流螺桿動力機4通過法蘭、螺栓聯(lián)接，低壓蒸汽排放管5-1與低壓蒸汽冷凝器5-2通過法蘭、螺栓聯(lián)接。儲水泵送裝置6由儲水箱6-1、引水管6-2、高壓水泵6-3組成。引水管6_2插入儲水箱6-1水中。引水管6-2與高壓水泵6-3通過法蘭、螺栓聯(lián)接。高壓水泵6-3與進水管
2-5通過法蘭、螺栓聯(lián)接。電控拒7通過電纜導(dǎo)線與汽液全流螺桿動力機4、高壓水泵6-3、真空泵8聯(lián)接。本高溫?zé)煔庥酂釤峁芑厥障到y(tǒng)工作過程如下:通過熱管抽真空接嘴1-8向熱管外筒1-1內(nèi)注入適量工 質(zhì)1-10，并啟動真空泵8抽真空，達到設(shè)定的真空度，關(guān)斷真空閥門1-9，啟動高壓水泵6-3，水流開 始緩慢閉式循環(huán)，此時可以開放高溫?zé)煔膺M入煙氣管1-3，煙氣管1-3筒內(nèi)壁受到強烈的幅射和對流加熱，迅速升溫，迅速加熱包圍在管外壁的工質(zhì)1-10，工質(zhì)1-10大量沸騰蒸發(fā)成蒸汽，充滿整個熱管外筒1-1筒內(nèi)，蒸汽接觸到通水的各翅片管1-4、1-5、1-6外壁面，立刻冷凝成液體，附在外壁面，同時放出大量冷凝熱，加熱管內(nèi)的流水。冷凝工質(zhì)1-10不斷集成液滴落入下部液面和煙氣管1-3上表面，繼續(xù)被加熱蒸發(fā)，不斷反復(fù)循環(huán)。隨著翅片管1-4、1_5、1-6管內(nèi)水溫升高，管內(nèi)壓力不斷升高，達到一個設(shè)定值，汽液全流螺桿動力機4就會被驅(qū)動發(fā)電，低壓蒸汽經(jīng)低壓蒸汽排放管5-1進入低壓蒸汽冷凝器5-2冷凝成水，回到儲水箱6-1。工作過程中，電控柜7是整個高溫?zé)煔庥酂釤峁芑厥障到y(tǒng)的 供電和控制中心。通過電纜和導(dǎo)線與高壓水泵6-3、真空泵8、汽液全流螺桿動力機4提供電力和信號，通過導(dǎo)線與各重要運行參數(shù)、安全參數(shù)測量點傳感器相聯(lián)，實現(xiàn)監(jiān)控、顯示、預(yù)警和自動安全運行。
權(quán)利要求
1.一種高溫?zé)煔庥酂釤峁芑厥障到y(tǒng)，其特征在于:它包括徑向熱管(I)、分水筒(2)、集水筒(3)、汽液全流螺桿動力機(4)、低壓蒸汽回收裝置(5)、儲水泵送裝置(6)、電控柜(7)、真空泵(8);徑向熱管(I)與分水筒(2)、集水筒(3)之間均用焊接聯(lián)接；集水筒(3)與汽液全流螺桿動力機(4)之間，汽液全流螺桿動力機(4)與低壓蒸汽回收裝置(5)之間，低壓蒸汽回收裝置(5)與儲水泵送裝置(6)之間，儲水泵送裝置(6)與分水筒(2)之間分別通過法蘭、螺栓聯(lián)接；電控柜(7)與汽液全流螺桿動力機(4)、儲水泵送裝置￠)、真空泵(8)之間通過電纜、導(dǎo)線聯(lián)接。
2.按照權(quán)利要求1所述的高溫?zé)煔庥酂釤峁芑厥障到y(tǒng)，其特征在于:所述的徑向熱管(I)包括熱管外筒(1_1)、熱管前蓋板(1_2)、煙氣管(1-3)、左翅片管(1-4)、中翅片管(1-5)、右翅片管(1-6)、熱管后蓋板(1-7)、熱管抽直空接嘴(1-8)、真空閥門(1-9)、工質(zhì)(1-10);煙氣管(1-3)的左端為波紋管，熱管外筒(1-1)、煙氣管(1-3)、左翅片管(1-4)、中翅片管(1-5)、右翅片管(1-6)兩端均分別與熱管前蓋板(1-2)和熱管后蓋板(1-7)焊接聯(lián)接，熱管抽真空接嘴(1-8)與熱管后蓋板(1-7)焊接聯(lián)接，真空閥門(1-9)與熱管抽真空接嘴(1-8)螺紋聯(lián)接；真空泵(8)通過導(dǎo)管與真空閥門(1-9)聯(lián)接；熱管外筒(1-1)的上部大空間內(nèi)布置走水的左翅片管(1-4)、中翅片管(1-5)、右翅片管(1-6);熱管外筒(1-1)內(nèi)下部充注工質(zhì)(1-10)。
3.按照權(quán)利要求1所述的高溫?zé)煔庥酂釤峁芑厥障到y(tǒng)，其特征在于:所述的分水筒(2)包括分水筒體(2-1)、左分水 管(2-2)、中分水管(2-3)、右分水管(2-4)、進水管(2_5);分水筒體(2-1)與左分水管(2-2)、中分水管(2-3)、右分水管(2-4)、進水管(2_5)均為焊接聯(lián)接；左分水管(2-2)、中分水管(2-3)、右分水管(2-4)均與熱管前蓋板(1-2)焊接聯(lián)接。
4.按照權(quán)利要求1所述的高溫?zé)煔庥酂釤峁芑厥障到y(tǒng)，其特征在于:所述的集水筒(3)包括集水筒體(3-1)、中集水管(3-2)、左集水管(3-3)、右集水管(3-4)、出水管(3_5);集水筒體(3-1)與中集水管(3-2)、左集水管(3-3)、右集水管(3-4)、出水管(3_5)均為焊接聯(lián)接；出水管(3-5)與汽液全流螺桿動力機(4)通過法蘭、螺栓相聯(lián)。
5.按照權(quán)利要求1所述的高溫?zé)煔庥酂釤峁芑厥障到y(tǒng)，其特征在于:所述的低壓蒸汽回收裝置(5)包括低壓蒸汽排放管(5-1)、低壓蒸汽冷凝器(5-2);低壓蒸汽排放管(5-1)與汽液全流螺桿動力機(4)通過法蘭、螺栓聯(lián)接，低壓蒸汽排放管(5-1)與低壓蒸汽冷凝器(5-2)通過法蘭、螺栓聯(lián)接。
6.按照權(quán)利要求1所述的高溫?zé)煔庥酂釤峁芑厥障到y(tǒng)，其特征在于:所述的儲水泵送裝置(6)包括儲水箱(6-1)、引水管(6-2)、高壓水泵(6-3);引水管(6-2)插入儲水箱(6-1)水中，引水管(6-2)與高壓水泵(6-3)通過法蘭、螺栓聯(lián)接；高壓水泵(6-3)與進水管(2-5)通過法蘭、螺栓聯(lián)接。
7.按照權(quán)利要求1所述的高溫?zé)煔庥酂釤峁芑厥障到y(tǒng)，其特征在于:所述的電控拒(7)通過電纜導(dǎo)線與汽液全流螺桿動力機(4)、高壓水泵￠-3)、真空泵(8)聯(lián)接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高溫?zé)煔庥酂釤峁芑厥障到y(tǒng)，它包括徑向熱管(1)、分水筒(2)、集水筒(3)、汽液全流螺桿動力機(4)、低壓蒸汽回收裝置(5)、儲水泵送裝置(6)、電控柜(7)、真空泵(8)。其優(yōu)點徑向熱管(1)內(nèi)去掉中筒，煙氣管(1-3)下移，熱管外筒(1-1)內(nèi)下部充注工質(zhì)(1-10)，熱管外筒(1-1)的上部布置多個走水的翅片管，其所受的應(yīng)力比外筒、中筒小10多倍，可以大幅減重、減占地。本徑向熱管(1)與煙氣源對接方便；煙氣管(1-3)外全被工質(zhì)和蒸汽包圍，基本沒有熱損；兩端進出水管不需穿過兩層煙氣筒壁，免去了結(jié)構(gòu)和施工難度；省去了熱管外筒(1-1)高價外保溫層。
文檔編號F28D15/02GK103245232SQ20121002610
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月7日
發(fā)明者朱杰, 朱寶泉, 韓志強 申請人:朱杰, 朱寶泉