[發(fā)明專利]換熱方法及其換熱機構、換熱器

有效

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• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN110822957B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設計）人: 張孔明;張立
• 申請（專利權）人: 北京福典工程技術有限責任公司
• 主分類號: F28D11/02
• 分類號: F28D11/02;F28F9/00;F28F11/00
• 代理公司: 北京律智知識產(chǎn)權代理有限公司 11438
• 代理人: 龍威壯;孫寶海

本發(fā)明公開一種換熱方法及其換熱機構、換熱器。換熱機構包括：熱腔、冷腔以及轉動柱體；熱腔和冷腔至少共用同一個所述轉動柱體的外側壁作為各自的內(nèi)壁。這種換熱機構和換熱器的熱交換效率高，可以滿足一些特殊工況下高溫換熱的工程需要。

技術領域

本發(fā)明涉及特種工程傳熱方面的高溫換熱領域，具體涉及一種換熱方法及其換熱機構、換熱器。

背景技術

現(xiàn)在傳統(tǒng)間壁式換熱器的換熱方法是冷、熱工質(zhì)被金屬管壁隔開，熱量必須穿透金屬管壁，從金屬管壁的一側傳導至另一側，才能完成換熱過程，但是這種換熱方式及相應的換熱器換熱溫度因為受制于金屬材料的耐熱性限制，不能高于600℃，當換熱溫度高于600℃時，金屬管壁溫度也會高于600℃，會發(fā)生金屬材料的蠕變（屈服強度降低引起的），無法保證換熱器長期穩(wěn)定的正常運行。在工程上，往往需要換熱溫度超過≥1000℃的換熱，例如，火力發(fā)電廠超（超）臨界發(fā)電機中的過熱蒸汽再加熱工況，換熱溫度越高，煤電轉換效率越高；斯特林發(fā)動機熱交換系統(tǒng)中的加熱器、回熱器換熱溫度越高，單位工質(zhì)做功能力越強、綜合熱效率越高等。因此，為了滿足上述特殊工程高溫換熱的需要，需要特殊種類的不受耐熱材料限制的換熱器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種新的換熱方法和換熱機構，意圖解決因金屬材料耐熱性限制導致的換熱溫度不能超過600℃的難題，使換熱載體在≥1000℃工況下，也能長期穩(wěn)定安全可靠地運行。

本發(fā)明整體思路是變傳統(tǒng)靜止換熱器熱量穿透金屬管壁的換熱方法為通過換熱器中換熱體運動、依靠運動體表面攜帶熱量而進行換熱的方法，其換熱承載體由靜止固定的間壁式換熱器變?yōu)檫\動的“同步運動組合體”。

在發(fā)明內(nèi)容部分中，引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。

本發(fā)明的一個主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術的至少一種缺陷，提供一種換熱機構，其包括：熱腔、冷腔以及轉動柱體；

所述轉動柱體能轉動，熱腔和冷腔至少共用同一個所述轉動柱體的外側壁作為各自的內(nèi)壁，所述熱腔用于供熱工質(zhì)通過，所述冷腔用于供冷工質(zhì)通過。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述轉動柱體的外輪廓構造為圓柱形，且能繞自身軸線轉動；

所述轉動柱體設置有多個，多個所述轉動柱體的軸線相互平行，多個所述轉動柱體呈矩陣狀排列且相鄰兩個所述轉動柱體的外側壁相互抵接，相互抵接的兩個所述轉動柱體在轉動時相互接觸的部分方向相同、線速度相等、相互間沒有滑動摩擦；

多個所述轉動柱體圍合的熱腔和冷腔交替排列。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，要圍成熱腔和冷腔所述轉動柱體至少設置兩行三列。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述換熱機構還包括直筒形且橫截面為矩形的外殼、設置在所述外殼的內(nèi)周壁上的多個輪架以及設置在所述輪架上且軸線與所述轉動柱體的軸線相互平行的滾輪；

每一行所述轉動柱體設置在每兩個滾輪之間，兩個所述滾輪分別抵接位于最外側的兩個所述轉動柱體的外側壁；每一列所述轉動柱體設置在每兩個滾輪之間，兩個所述滾輪分別抵接于位于最外側的兩個轉動柱體的外側壁。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述換熱機構還包括多個調(diào)整器，所述輪架通過所述調(diào)整器安裝在所述外殼上；

所述調(diào)整器用于調(diào)整所述滾輪與所述外殼之間的距離，通過調(diào)整滾輪與外殼之間的距離以施加轉動柱體之間的密封壓力。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述調(diào)整器包括與所述外殼螺紋配合的螺桿以及手柄；

所述手柄和所述輪架分別設置在所述螺桿的兩端。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述轉動柱體包括金屬筒體、覆蓋在所述金屬筒體的外側壁上的隔熱層以及覆蓋在所述隔熱層上的耐熱層；