[發(fā)明專(zhuān)利]一種高效余熱回收裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710993605.9
• 申請(qǐng)日: 2017-10-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107830752A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱冬生;林成迪;劉世杰;楊帆;郭瑞;閆彪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所;北京宏帆態(tài)金節(jié)能科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F28D7/16
• 分類(lèi)號(hào): F28D7/16;F28F9/02;F28F1/42
• 代理公司: 廣州科粵專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司44001
• 代理人: 莫瑤江

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于余熱回收技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效余熱回收裝置。

背景技術(shù)

在國(guó)家大力推進(jìn)節(jié)能減排、使用綠色能源的理念下，余熱回收越來(lái)越受到各個(gè)企業(yè)的重視。管殼式換熱器作為一種實(shí)現(xiàn)余熱回收的裝置，廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)中，包括電力、輕工、冶金、供熱等工業(yè)部門(mén)。傳統(tǒng)管殼式換熱器管程和殼程的流體共用同一根換熱管，隨著換熱器的長(zhǎng)期運(yùn)行，往往會(huì)出現(xiàn)因換熱管腐蝕和磨損發(fā)生流體泄漏的情況，導(dǎo)致冷熱流體發(fā)生混合，引發(fā)重大的安全事故。

隨著技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，出現(xiàn)了雙管程雙管板換熱器，通過(guò)中間介質(zhì)將冷熱流體隔離開(kāi)來(lái)，避免上述情況的出現(xiàn)。雙管程雙管板換熱器具有內(nèi)外兩個(gè)管板和內(nèi)外兩根換熱管，內(nèi)外管板之間和內(nèi)外換熱管之間具有空腔，用于填充中間介質(zhì)，即使換熱管發(fā)生破損導(dǎo)致流體泄漏，只會(huì)引發(fā)中間介質(zhì)與冷流體或者中間介質(zhì)與熱流體的混合，防止了冷熱流體的接觸，提高了換熱器的安全性能。

雙管程雙管板換熱器內(nèi)外換熱管之間填充了中間介質(zhì)，無(wú)疑會(huì)導(dǎo)致冷熱流體之間熱量的交換需通過(guò)中間介質(zhì)才可以完成，這樣便降低了換熱器的傳熱效率，不利于能量的傳遞，增加了能耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高效余熱回收裝置，利用三維變形HP管替代傳統(tǒng)的光管，實(shí)現(xiàn)余熱的高效回收利用。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種高效余熱回收裝置，包括筒體和換熱管，所述筒體的一端設(shè)有管程流體進(jìn)口，另一端設(shè)有管程流體出口，所述筒體兩端內(nèi)壁均設(shè)有與筒體密閉的內(nèi)管板和外管板，所述內(nèi)管板與所述筒體內(nèi)壁所形成的密閉空間兩端分別設(shè)有殼程流體出口和殼程流體進(jìn)口，且殼程流體進(jìn)口靠近所述管程流體出口，所述內(nèi)管板和所述外管板之間形成密閉的空腔，用于填充中間介質(zhì)，所述換熱管包括套接在一起的內(nèi)換熱管和外換熱管，所述內(nèi)換熱管和外換熱管之間留有間隙，所述內(nèi)換熱管的兩端穿過(guò)外管板分別與管程流體進(jìn)口和管程流體出口連通，所述外換熱管的兩端穿過(guò)內(nèi)管板分別和兩個(gè)空腔連通。

進(jìn)一步地，所述筒體下端設(shè)有關(guān)于中心對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)底座。

進(jìn)一步地，所述空腔的上端設(shè)有與其相連通的儲(chǔ)液罐，所述空腔下端設(shè)有閥門(mén)，所述空腔內(nèi)部設(shè)有壓力傳感器，所述壓力傳感器外連接報(bào)警裝置。

進(jìn)一步地，所述空腔填充的中間介質(zhì)為液態(tài)金屬。

進(jìn)一步地，所述內(nèi)換熱管和所述外換熱管均采用三維變形HP管。

進(jìn)一步地，所述筒體外壁覆蓋聚氨酯發(fā)泡保溫材料。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

1.三維變形HP管，管程截面由圓變扁，在同樣外徑下，比圓形光管管程截面積可減少40～60％，使得殼層空間變大，管外殼程獲取平穩(wěn)的流動(dòng)的空間；

2.三維變形HP管，管形為特殊的螺旋結(jié)構(gòu)，使得流體在垂直于主流方向產(chǎn)生二次流，破壞了熱邊界層，強(qiáng)化了冷熱流體的熱交換，提升換熱效率20％～40％；

3.三維變形HP管最大變徑凸點(diǎn)處相互抵觸，管束之間形成自支撐，結(jié)構(gòu)非常緊湊，通過(guò)鋼帶捆扎后，不易發(fā)生振動(dòng)；

4.管程流體和殼程流體形成純逆流流動(dòng)，使得冷熱流體傳熱溫差達(dá)到最大，有利于提高換熱效率，節(jié)省傳熱面積；

5.高效余熱回收裝置不需設(shè)置折流板，殼程不存在流動(dòng)死區(qū)，不易結(jié)垢；同時(shí)有利于降低殼程流體的阻力，減少能耗。

6.中間介質(zhì)采用液態(tài)金屬，具有遠(yuǎn)高于水、空氣及許多非金屬介質(zhì)的熱導(dǎo)率，可實(shí)現(xiàn)更加高效的熱量輸運(yùn)，保證裝置長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行。

7.增加了報(bào)警裝置，可以監(jiān)控?fù)Q熱管是否因破損而發(fā)生泄漏，及時(shí)地提醒進(jìn)行維修。

8.采用保溫材料，可以有效地避免熱量的損失，提高能量的利用率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是三維變形HP換熱管結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是三維變形HP換熱管剖開(kāi)局部示意圖；

圖4是三維變形HP管錯(cuò)列布置形成自支撐示意圖；

圖5是空腔局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中附圖標(biāo)記含義：1、管程流體進(jìn)口，2、外管板，3、壓力傳感器，4、閥門(mén)，5、內(nèi)管板，6、底座，7、管程流體出口，8、空腔，9、儲(chǔ)液罐，10、殼程流體進(jìn)口，11、換熱管，12、筒體，13、殼程流體出口，14、內(nèi)換熱管，15、外換熱管，16、支撐點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例