热媒水管式烟气换热器的制作方法

本发明属于换热技术领域，涉及一种热媒水管式烟气换热器。

背景技术：

在众多的传热元件中，热管是人们所知的最有效的传热元件之一，它可将大量的热量通过其很小的截面积远距离地传输而无需外加动力。国际上对热管技术的研究和应用在20世纪60年代开始。我国在这方面的研究起始于上世纪70年代，开展了热管的传热性能研究和热管在电子器件冷却和空间飞行器方面的应用研究。

烟气换热器是一种利用高温流体的热量加热低温流体的换热设备。换热器中的热管一般由管壳和内部工作液体(工质)组成。

热管换热设备较常规换热设备更安全、可靠，可长期连续运行。现有技术的常规换热设备一般都是间壁换热，冷、热流体分别在器壁的两侧流过，如管壁或器壁有泄漏，则将造成停产损失。

中国专利文献公开了一种热媒水式烟气-空气换热器[申请号：201320052028.0]，包括烟气降温换热器和暖风器，所述烟气降温换热器热媒水出口与暖风器热媒水入口连通，所述暖风器热媒水出口与烟气降温换热器热媒水入口连通，所述烟气降温换热器和暖风器之间设有实现热媒水冷热循环的循环泵，烟气降温换热器和暖风器之间还设有定压装置和补水装置。利用锅炉排烟余热，通过烟气降温换热器将热量传递到暖风器，使进入锅炉空气预热器的冷空气温度上升，有效地解决了低温腐蚀和结垢堵塞现 象的产生，同时降低锅炉烟气排放温度，避免了常规暖风器存在的排烟温度升高问题。上述方案能达到利用烟气废热的目的，使锅炉经济、高热效率运行，达到节能、降耗、减排的目标。但显然，该方案没有公开烟气降温换热器的具体结构，在热媒水管式烟气换热器领域，不同的结构会具有不同的效果。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，换热效率高的热媒水管式烟气换热器。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种热媒水管式烟气换热器，包括箱体，所述的箱体包括两块相互平行的封板，两块封板的两端分别连接第一端板和第二端板，所述的第一端板、第二端板和两块封板之间形成烟气流道，在烟气流道内设有一个冷媒管换热机构，且所述的冷媒管换热机构的冷媒进口和冷媒出口均位于第一端板上，所述的冷媒管换热机构的冷媒进口和冷媒出口分别连接有一个低温集成箱。

在上述的热媒水管式烟气换热器中，所述的冷媒管换热机构包括至少两个冷媒换热单元，每个冷媒换热单元包括若干层相互平行的冷媒管层，每个冷媒管层包括若干条相互平行的冷媒管，同一个冷媒换热单元上每两个相邻的冷媒管层上的冷媒管一一对应且相互首尾连接。

在上述的热媒水管式烟气换热器中，每两个相邻的冷媒换热单元上的冷媒管层相互交错设置，每根冷媒管的两端分别延伸出第一端板和第二端板，所述的冷媒管为搪瓷管。

在上述的热媒水管式烟气换热器中，所述的烟气流道内设有若干相互平行的管板，管板上设有与冷媒管一一对应的穿孔，所述的冷媒管穿过穿孔，管板的横截面与烟气流道的横截面相配适， 若干管板将烟气流道内部分隔成相互独立的换热区。

在上述的热媒水管式烟气换热器中，所述的穿孔上设有与穿孔的形状、尺寸相配适的聚四氟乙烯管，所述的聚四氟乙烯管套设在冷媒管上。

在上述的热媒水管式烟气换热器中，所述的烟气流道内且位于封板上设有向烟气流道内部突出的插板，插板与封板固定连接，所述的管板的两端分别设有一个与插板相配适的插槽。

在上述的热媒水管式烟气换热器中，在封板上还固定有至少两排吊装环，每排吊装环包括若干个与封板固定连接的吊装环。

在上述的热媒水管式烟气换热器中，每两块相邻的管板之间设有一根槽钢，所述的槽钢的两端分别连接两块相邻的管板的顶部和底部，且每两条相邻的槽钢的端部位置一一对应。

在上述的热媒水管式烟气换热器中，所述的第一端板与冷媒管通过紧固件可拆卸的固定连接，所述的第二端板与冷媒管焊接固定。

在上述的热媒水管式烟气换热器中，所述的低温集成箱包括集成箱本体，所述的集成箱本体一侧连接冷媒管换热机构的冷媒进口或冷媒出口，集成箱本体另一侧设有一根冷媒总管。

与现有技术相比，本发明的优点在于：设计合理，工作稳定，换热效果好，集成性能高，适用于烟气换热。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明另一个方向的结构示意图；

图3是图1的A-A剖视图；

图4是图1的B-B剖视图；

图5是第一端板与冷媒管的连接示意图；

图6是第二端板与冷媒管的连接示意图；

图7是低温集成箱的结构示意图；

图8是低温集成箱另一个方向的结构示意图；

图9是低温集成箱另一个方向的结构示意图；

图10是管板的结构示意图。

图中：箱体1、封板2、第一端板3、第二端板4、烟气流道5、冷媒管换热机构6、低温集成箱7、冷媒换热单元8、冷媒管层9、冷媒管10、管板11、穿孔12、聚四氟乙烯管13、插板14、插槽15、吊装环16、槽钢17、紧固件18、集成箱本体19、冷媒总管20、弯管100。

图1中的箭头方向为烟气流向。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，一种热媒水管式烟气换热器，包括箱体1，所述的箱体1包括两块相互平行的封板2，两块封板的两端分别连接第一端板3和第二端板4，所述的第一端板3、第二端板4和两块封板2之间形成烟气流道5，在烟气流道5内设有一个冷媒管换热机构6，且所述的冷媒管换热机构6的冷媒进口和冷媒出口均位于第一端板3上，所述的冷媒管换热机构6的冷媒进口和冷媒出口分别连接有一个低温集成箱7。

本发明，集成化程度高，冷媒管换热机构6可以是往复弯曲的盘管，也可以是多根平行的直管，而冷媒管换热机构6的冷媒进口和冷媒出口分别连接有一个低温集成箱7，提高了集成化程度，冷媒管换热机构6设置在烟气流道5内部，使通过烟气流道5的烟气都能与冷媒管换热机构6接触，从而提高换热效率。

具体的说，结合图2-4所示，冷媒管换热机构6包括至少两个冷媒换热单元8，每个冷媒换热单元8包括若干层相互平行的冷媒管层9，每个冷媒管层9包括若干条相互平行的冷媒管10，同一个冷媒换热单元8上每两个相邻的冷媒管层9上的冷媒管10一一对应且相互首尾连接，在本实施例中，用弯管100连接两个冷媒管10的首尾，弯管100位于箱体1外部，与烟气不发生接触，不会被腐蚀。

每两个相邻的冷媒换热单元8上的冷媒管层9相互交错设置，每根冷媒管10的两端分别延伸出第一端板3和第二端板4，所述的冷媒管10为搪瓷管。高档的合金钢管基材要具有防酸、碱等强化学腐蚀的物性，目前我国国产合金钢材不具备这种物性，需要大量进口，主要采用进口1.4529和双相不锈钢，价格昂贵。本申请采用搪瓷管，搪瓷的耐腐蚀性和耐磨性都优于超级双相不锈钢管，是很好的替代材料，起到降低制造成本、提高质量的良好作用。

再结合图2所示，烟气流道5内设有若干相互平行的管板11，管板11上设有与冷媒管10一一对应的穿孔12，所述的冷媒管10穿过穿孔12，管板11的横截面与烟气流道5的横截面相配适，也即，管板11与烟气流道5内壁密封配合，若干管板11将烟气流道5内部分隔成相互独立的换热区，每个换热区内的烟气与冷媒管10独立接触，不会产生乱流和混流，从而提高了换热效率。

如图10所示，穿孔12上设有与穿孔12的形状、尺寸相配适的聚四氟乙烯管13，所述的聚四氟乙烯管13套设在冷媒管10上，穿孔12与冷媒管10的接触处容易导致磨损，从而被腐蚀，聚四氟乙烯管13具有高防腐效果，且内壁和外壁分别与冷媒管10和穿孔12接触，起到良好的密封效果，本领域技术人员应当理解，聚四氟乙烯管13的长度应当略大于穿孔12的长度从而可以完全 覆盖穿孔12的内壁。

如图3、图4和图10所示，烟气流道5内且位于封板2上设有向烟气流道5内部突出的插板14，插板14与封板2固定连接，所述的管板11的两端分别设有一个与插板14相配适的插槽15，插板14插入到插槽15内，管板11与插板14实现插接配合，通过焊接和实现固定连接，连接方便。

如图1所示，每两块相邻的管板11之间设有一根槽钢17，所述的槽钢17的两端分别连接两块相邻的管板11的顶部和底部，且每两条相邻的槽钢17的端部位置一一对应，两条槽钢17对中间的管板11起到支撑作用，使管板在烟气的流动性不会发生晃动，从而提高设备的使用稳定性和寿命。

如图3和图4所示，在封板2上还固定有至少两排吊装环16，每排吊装环16包括若干个与封板2固定连接的吊装环16。如图5和图6所示，第一端板3与冷媒管10通过紧固件18可拆卸的固定连接，所述的第二端板4与冷媒管10焊接固定，紧固件18可以是螺栓副、锲体固定件、膨胀圈等。

在本实施例中个，如图2所示，低温集成箱7有两个，分别连接冷媒进口和冷媒出口，如图7-9所示，低温集成箱7包括集成箱本体19，所述的集成箱本体19一侧连接冷媒管换热机构6的冷媒进口或冷媒出口，集成箱本体19另一侧设有一根冷媒总管20，具体的说，若干冷媒换热单元8上连接冷媒进口的冷媒管10都与其中一个集成箱本体19连接，若干冷媒换热单元8上连接冷媒出口的冷媒管10都与另一个集成箱本体19连接，从而实现集成式的冷媒进出，易于控制。优选地，连接冷媒进口的集成箱本体19位于箱体1的烟气进入端。

本发明的工作原理是：冷媒可以是空气或水或导热油等，从其中一个冷媒总管20进入后均匀进入到每个冷媒换热单元8的冷 媒管10中，由于每个冷媒换热单元8都有若干层冷媒管层9，因此冷媒通入到每一层冷媒管层9内，由于冷媒管层9交替设置，使烟气与冷媒管10充分接触，充分换热，从而提高了换热效果。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了箱体1、封板2、第一端板3、第二端板4、烟气流道5、冷媒管换热机构6、低温集成箱7、冷媒换热单元8、冷媒管层9、冷媒管10、管板11、穿孔12、聚四氟乙烯管13、插板14、插槽15、吊装环16、槽钢17、紧固件18、集成箱本体19、冷媒总管20等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。