[發明專利]一種高溫固體散料余熱回收大型換熱器

有效

• 申請號: 202010499681.6
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111637755B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 劉永啟;王延遐;史俊瑞;孫鵬;齊曉霓;高海波;張雨秋
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;F28D7/06;F28F1/02;F28F9/02
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務所(普通合伙) 37223
• 代理人: 孫智慧

一種高溫固體散料余熱回收大型換熱器，屬于固體散熱器技術領域。其特征在于：殼體（1）上下端面開口設置，上端面為入料口，下端面為出料口，所述換熱元件為U型換熱元件（2），多個U型換熱元件（2）分成左右對稱的兩組安裝在殼體（1）的兩側壁上；U型換熱元件（2）的縱截面呈U型設置，U型換熱元件（2）開口端包括進氣端和出氣端，進氣端和出氣端伸出殼體（1）外部，U型換熱元件（2）封閉端朝向殼體（1）內部，且兩組U型換熱元件（2）之間留有膨脹間隙。本發明換熱器元件采用扁管，左右兩部分，U型換熱元件尾部之間留有足夠的間隙，尾部可以自由膨脹，換熱器不會產生很大的熱應力，換熱器工作可靠。

技術領域

一種高溫固體散料余熱回收大型換熱器，屬于固體散熱器技術領域。

背景技術

目前，油頁巖熱解爐、蘭炭干餾爐、燒結回轉窯、氧化鎂燒結爐等窯爐逐漸向大型化發展，這些窯爐單口排出的高溫固體散料為幾十噸/小時，有的高達100噸/小時。利用如此大量的高溫固體余熱能夠帶來很大的經濟效益和社會效益。最理想的余熱利用方式是回收這些高溫固體散料余熱，用來預熱窯爐助燃空氣，從而降低這些窯爐的能耗。利用高溫固體散料余熱預熱窯爐助燃空氣技術，普遍是在換熱器內水平布置換熱管束。為了避免換熱管棚料，換熱管的間距較大，同時為了滿足這些大型窯爐排出的大量高溫固體散料的冷卻要求，換熱器的流通截面積很大，換熱管很長，換熱管受熱膨脹量較大。由于換熱器內的物料從上到下溫度逐漸降低，換熱器內的上下換熱管膨脹量相差較大，導致換熱器存在很大的熱應力，容易造成換熱器變形和焊縫撕裂，存在安全隱患。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種結構緊湊、換熱效率高、工作可靠，能夠消除因上下換熱管膨脹不一致引起的熱應力的高溫固體散料余熱回收大型換熱器。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種高溫固體散料余熱回收大型換熱器，其特征在于：包括殼體和安裝在殼體內的多個換熱元件，殼體上下端面開口設置，上端面為入料口，下端面為出料口，所述換熱元件為U型換熱元件，多個U型換熱元件分成左右對稱的兩組安裝在殼體的兩側壁上；U型換熱元件的縱截面呈U型設置，U型換熱元件開口端包括進氣端和出氣端，進氣端和出氣端伸出殼體外部，U型換熱元件封閉端朝向殼體內部，且兩組U型換熱元件之間留有膨脹間隙。

本發明改變傳統的換熱器結構，換熱器元件采用扁管，且U型設置，U型換熱元件被平均分成左右兩部分，左右對稱布置在殼體內，每部分U型換熱元件以一定的間距并排布置，且每個U型換熱元件的兩個端口分別伸到殼體的外部并與殼體固定連接。左右兩部分U型換熱元件的尾部為封閉段，且尾部之間留有縫隙，形成膨脹間隙，由此可以保證U型換熱元件受熱時能夠自由膨脹。U型換熱元件尾部之間留有足夠的間隙，當U型換熱元件溫度升高時，尾部可以自由膨脹，換熱器不會產生很大的熱應力，換熱器工作可靠。同時，換熱器的固體物料流通截面可以大幅增加，從而滿足大型窯爐物料冷卻量大的要求。

所述的兩組U型換熱元件在殼體上豎向至少設有兩層。

豎向相鄰的兩層U型換熱元件之間豎向設置的間隙相同。

兩組豎向相鄰的所述U型換熱元件之間通過彎頭連接。通過彎頭將下部一組的上上出氣端口連通上部一組的下進氣端口，形成一段連續的U型換熱彎管，可延長氣體的流通行程，延長換熱時間。

所述的U型換熱元件包括U型管本體和兩個端口，U型管本體呈弧形設置的一端為安裝在殼體內的尾部，U型管本體另一端為上出氣端口和下進氣端口。

所述的進氣端和出氣端的開口端部縱截面呈橢圓形設置。

所述的兩組U型換熱元件在殼體上橫向至少設有兩層。

所述的殼體為矩形設置，包括側板和端板，端板上安裝U型換熱元件，側板與U型換熱元件平行設置。

與現有技術相比，本發明所具有的有益效果是：