[發明專利]一種振動式多層變截面膜式壁湍流顆粒換熱裝置

有效

• 申請號: 201710353909.9
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107014221B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 王子兵;邢宏偉;張玉柱;趙濤;劉躍
• 申請（專利權）人: 華北理工大學
• 主分類號: F28C3/14
• 分類號: F28C3/14
• 代理公司: 天津創智睿誠知識產權代理有限公司 12251
• 代理人: 王海濱

本發明公開了一種振動式多層變截面膜式壁湍流顆粒換熱裝置，包括：底座、爐體和位于該爐體內的至少一個膜式壁結構，所述爐體位于所述底座的上方，且在所述底座和爐體之間安裝有多個彈簧，在所述底座上安裝有振動電機，用于驅動所述爐體在所述彈簧上振動；本發明采用變節距膜式壁結構，使顆粒向前流動過程中底部料層受到與運動方向呈一定角度的管壁的擾動，運動方向不斷改變，大幅度提高顆粒流動的湍流程度。固體顆粒流動過程中流通截面積不斷收縮后又不斷擴張的變截面結構，使顆粒形成強烈的上下層摻混湍流，保證所有顆粒都能快速、高頻率直接接觸管壁。

技術領域

本發明屬于顆粒余熱換熱技術領域，具體來說涉及一種振動式多層變截面膜式壁湍流顆粒換熱裝置。

背景技術

目前，顆粒余熱回收多采用雙層流化床換熱方式，但是，雙層流化床換熱方式存在以下技術缺陷：

1)氣體的比熱容遠遠小于固體的比熱容，回收固體顆粒余熱需要的流化介質數量巨大，換熱器自身流化能耗消耗過高。

2)由于流化床換熱器床溫恒定，冷熱源之間換熱溫差較大，換熱過程不可逆損失較大，余熱回收過程效率較低。

目前，也有采用振動膜式壁直接回收顆粒余熱的技術，但存在技術缺陷如下：顆粒層向前運動的過程中，顆粒料層內部冷熱顆粒之間的摻混速度較慢，摻混不夠均勻，由于顆粒導熱速率低于摻混傳熱速率，所以，現有振動膜式壁顆粒換熱器的傳熱系數偏低。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種振動式多層變截面膜式壁湍流顆粒換熱裝置。

本發明的目的是通過下述技術方案予以實現的。

一種振動式多層變截面膜式壁湍流顆粒換熱裝置，包括：底座、爐體和位于該爐體內的至少一個膜式壁結構，所述爐體位于所述底座的上方，且在所述底座和爐體之間安裝有多個彈簧，在所述底座上安裝有振動電機，用于驅動所述爐體在所述彈簧上振動；

每一所述膜式壁結構包括：正置環形膜式壁和倒置環形膜式壁，所述正置環形膜式壁和倒置環形膜式壁均包括：第一環形管道以及直徑大于該第一環形管道的第二環形管道，所述正置環形膜式壁的第一環形管道位于其第二環形管道的正上方，所述倒置環形膜式壁的第一環形管道位于其第二環形管道的正下方，且所述正置環形膜式壁和倒置環形膜式壁的第一環形管道和第二環形管道之間均連通有多根第三管道，每一所述第一環形管道、第二環形管道和第三管道圍成的封閉形狀的內壁之間均無縫連接有一金屬板；每一所述正置環形膜式壁的第一環形管道的環內固裝有一與該第一環形管道連通的分料集水箱，且所述分料集水箱與第一環形管道的內圓周之間為無縫連接，以使掉落到分料集水箱上的固體顆粒被分流至與該分料集水箱連接的正置環形膜式壁上；所述爐體的內壁與正置環形膜式壁的第二環形管道的外圓周之間形成有間隙，且該爐體的內壁與倒置環形膜式壁的第二環形管道的外圓周之間為無縫連接；在所述爐體的上端形成有進料口，位于最上方的分料集水箱用于分流從該進料口投入的固體顆粒；在所述爐體的下端形成有出料口，位于最下方的第一環形管道的內圓周與一引導筒的上端口無縫連接；所述引導筒的下端口從所述出料口伸出；

當所述膜式壁結構的數量大于1時，多個膜式壁結構在豎直方向間隔排布，所述倒置環形膜式壁的第一環形管道位于其下方相鄰膜式壁結構的分料集水箱的正上方。

在上述技術方案中，所述分料集水箱的上部為圓錐面且下部為圓柱筒體。

在上述技術方案中，每一所述膜式壁結構均形成有進水口和出水口，且所述進水口位于出水口的下方。

在上述技術方案中，當所述膜式壁結構的數量大于1個時，所述進水口與其下方相鄰的膜式壁結構出水口連通。

在上述技術方案中，位于最上方的出水口通過第一管路通出至所述爐體外。

在上述技術方案中，位于最下方的進水口通過第二管路通出至所述爐體外。