[發明專利]一種余熱利用換熱器及其多級蓄熱系統

有效

• 申請號: 201410188044.1
• 申請日: 2014-05-05
• 公開（公告）號: CN103925823A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 程林;杜文靜
• 申請（專利權）人: 山東省能源與環境研究院
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00;F28F27/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種水泥生產過程余熱利用的蓄熱式換熱器，所述換熱器包括第一管束和第二管束、高溫煙氣進口、高溫煙氣出口、低溫工質入口、低溫工質出口和殼體，所述第一管束和第二管束設置在殼體內，所述第一管束用于流通水泥生產過程所產生的煙氣，第二管束用于流通低溫介質，第一管束和第二管束交叉設置；所述煙氣從高溫煙氣入口進入，經過第一管束，然后從高溫煙氣出口排出，低溫介質從低溫介質入口進入，經過第二管束，然后從低溫介質出口排出；蓄熱材料置于第一管束和第二管束外的空間中；第二管束在垂直于煙氣的流動方向上為并聯結構，沿著煙氣流動的方向上，第二管束的管徑不斷的減少。

2.一種水泥生產過程余熱利用的蓄熱式換熱器，所述換熱器包括第一管束和第二管束、高溫煙氣進口、高溫煙氣出口、低溫工質入口、低溫工質出口和殼體，所述第一管束和第二管束設置在殼體內，所述第一管束用于流通水泥生產過程所產生的煙氣，第二管束用于流通低溫介質，第一管束和第二管束交叉設置；所述煙氣從高溫煙氣入口進入，經過第一管束，然后從高溫煙氣出口排出，低溫介質從低溫介質入口進入，經過第二管束，然后從低溫介質出口排出；蓄熱材料置于第一管束和第二管束外的空間中，所述第一管束和第二管束為多排結構，兩排第一管束之間設置一排第二管束，兩排第二管束之間設置一排第一管束，第一管束和第二管束之間構成90°設置，同一排第一管束中的相鄰兩個管子的圓心之間的距離為L2，所述L2與第一管束外徑D1之間的關系滿足：1.5<L2/D1<2.7。

3.一種水泥生產過程余熱利用的蓄熱式換熱器，所述換熱器包括第一管束和第二管束、高溫煙氣進口、高溫煙氣出口、低溫工質入口、低溫工質出口和殼體，所述第一管束和第二管束設置在殼體內，所述第一管束用于流通水泥生產過程所產生的煙氣，第二管束用于流通低溫介質，第一管束和第二管束交叉設置；所述煙氣從高溫煙氣入口進入，經過第一管束，然后從高溫煙氣出口排出，低溫介質從低溫介質入口進入，經過第二管束，然后從低溫介質出口排出；蓄熱材料置于第一管束和第二管束外的空間中；沿著煙氣的流動方向上設置多個隔板，將第一管束分為多個獨立的通道；所述在中間空間隔板的距離要大于位于殼體兩側隔板與殼體的距離。

4.一種多級蓄熱系統，所述多級蓄熱系統包括多級蓄熱式換熱器，所述蓄熱換熱器通過連接段連接。

5.如權利要求4所述的蓄熱系統，其特征在于，各級蓄熱換熱器中的蓄熱材料的蓄熱能力不同，沿著煙氣的流動方向，各級蓄熱換熱器中的蓄熱材料的蓄熱能力逐漸下降。

6.如權利要求4所述的蓄熱系統，其特征在于，各級蓄熱換熱器的低溫工質管束是互相獨立的，在每一級工質換熱管束的入口上設置調節閥，用于調節進入每一級工質換熱管束的介質的流量，同時，在蓄熱系統的高溫煙氣出口位置上設置溫度傳感器，用于測量換熱器出口的煙氣的溫度；調節閥、溫度傳感器與中央控制器進行數據連接，中央控制根據溫度傳感器測量的溫度的大小，自動調節每一級蓄熱換熱器的進入工質管束的介質的流量。

7.如權利要求6所述的蓄熱系統，其特征在于，如果測量的溫度低于第一溫度，則中央控制器自動減少每一級調節閥中的至少一個的開度，如果測量的溫度高于第二溫度，則中央控制器自動增加每一級調節閥中的至少一個的開度，其中第二溫度大于第一溫度。

8.如權利要求4所述的蓄熱系統，其特征在于，各級蓄熱換熱器的低溫工質管束是串聯結構的，在工質換熱管束的入口上設置調節閥，用于調節進入工質換熱管束的介質的流量，同時，在蓄熱系統的高溫煙氣出口位置上設置溫度傳感器，用于測量換熱器出口的煙氣的溫度；調節閥、溫度傳感器與中央控制器進行數據連接，中央控制根據溫度傳感器測量的溫度的大小，自動調節進入工質管束的介質的流量。

9.如權利要求4所述的蓄熱系統，其特征在于，在每一級連接段上設置調節閥，用于調節進入下一級蓄熱換熱器的煙氣流量，同時在蓄熱換熱器和調節閥之間設置旁通管，旁通管上設置旁通管調節閥，用于調節進入旁通管的煙氣流量，所述旁通管連接到下一級連接段的調節閥與蓄熱換熱器之間的管路上，或者直接連接到煙氣出口的管道上，最后一級的旁通管直接連接到煙氣出口的管道上;每一級連接段上的調節閥、旁通管上的調節閥分別與中央控制器進行數據連接，同時在每一級的蓄熱換熱器的煙氣出口的位置設置溫度傳感器，根據溫度傳感器測量的煙氣的溫度，自動調節每一級連接段上的調節閥、旁通管上的調節閥的開度。

10.??一種水泥生產過程余熱利用的蓄熱式換熱器，所述換熱器包括第一管束和第二管束、高溫煙氣進口、高溫煙氣出口、低溫工質入口、低溫工質出口和殼體，所述第一管束和第二管束設置在殼體內，所述第一管束用于流通水泥生產過程所產生的煙氣，第二管束用于流通低溫介質，第一管束和第二管束交叉設置；所述煙氣從高溫煙氣入口進入，經過第一管束，然后從高溫煙氣出口排出，低溫介質從低溫介質入口進入，經過第二管束，然后從低溫介質出口排出；蓄熱材料置于第一管束和第二管束外的空間中；

在吸熱過程中，高溫煙氣在第一管束內放熱，蓄熱材料存儲熱量；當高溫煙氣間歇性停止時，第二管束內通過低溫工質，存儲熱量的蓄熱材料向第二管束內的低溫工質進行放熱，實現水泥生產過程余熱的存儲和利用。