一种多段式热尾气能量回收的集热装置及其集热方法与流程

本发明涉及尾气余热利用，具体是一种多段式热尾气能量回收的集热装置及其集热方法。

背景技术：

1、锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅的原义指在火上加热的盛水容器，炉指燃烧燃料的场所，锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，常简称为锅炉，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。

2、目前锅炉燃烧加热过程中，所产生的尾气，往往带有大量热量，余热利用不充分，容易造成资源浪费，现有利用较为常见是通过尾气的余热配合换热器对水进行加热，加热的水可用于锅炉内水的预热、用于供暖或用于存储。

3、但当被加热的水存储时，如果不及时利用，即使设置有保温外壳，但仍会出现被加热的水逐渐冷却的弊端，同时在对换热器内进行换热时，气体仅接触换热管的外壁，当水流动速度较快时，容易出现热交换不充分，导致余热仍被大幅度浪费的情况。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多段式热尾气能量回收的集热装置及其集热方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种多段式热尾气能量回收的集热装置，包括：

4、换热筒，其内侧具有至少三个首尾相连的换热腔，且换热筒上形成有进气管及排气管；

5、第二换热管，所述第二换热管插放于所述换热腔内，具有伸出所述换热筒的进水端和出水端，所述第二换热管的内侧形成有导液通道及内导气通道；

6、还包括集热器，所述集热器的内侧设置有与所述进气管连通的第一换热管，所述第一换热管与所述第二换热管出水端的所述内导气通道连通。

7、如上所述的多段式热尾气能量回收的集热装置：所述换热筒的内侧设置有轴线共线的中筒及内筒；

8、所述内筒与所述换热筒接近进气管的内壁固定，与所述换热筒远离所述进气管的内壁之间形成有第一间隙；

9、所述中筒与所述换热筒远离所述进气管的内壁固定，与所述换热筒接近进气管的内壁之间形成有第二间隙。

10、如上所述的多段式热尾气能量回收的集热装置：所述内筒的内侧形成第一换热流道；

11、所述内筒的外壁与所述中筒的内壁之间形成第二换热流道；

12、所述中筒的外壁与所述换热筒的内壁之间形成第三换热流道；

13、所述第一换热流道、第二换热流道及第三换热流道的通过面积相同。

14、如上所述的多段式热尾气能量回收的集热装置：所述第二换热管的出水端贯穿安装在所述换热筒上的第一连接头，且所述第二换热管的导液通道连通所述第一连接头。

15、如上所述的多段式热尾气能量回收的集热装置：所述第一换热管的一端通过第一导管连通所述进气管，且通过第二导管连通所述第二换热管出水端的所述内导气通道。

16、如上所述的多段式热尾气能量回收的集热装置：与所述第二换热管的导液通道连通所述第一连接头通过导水管连通所述集热器的内侧。

17、如上所述的多段式热尾气能量回收的集热装置：所述第二换热管的进水端贯穿安装在所述换热筒上的第二连接头，且所述第二换热管的导液通道连通所述第二连接头。

18、如上所述的多段式热尾气能量回收的集热装置：所述换热筒与所述进气管之间还设置有缓冲筒，所述缓冲筒的内侧可拆卸安装有过滤筒，流经所述过滤筒的尾气分流进入换热筒及第一换热管。

19、如上所述的多段式热尾气能量回收的集热装置：所述第二换热管由多个不同直径的螺旋换热管依次连通形成。

20、一种多段式热尾气能量回收的集热方法，采用所述的多段式热尾气能量回收的集热装置，包括以下步骤：

21、尾气通过输送泵泵送至进气管，进入进气管的尾气一部分进入换热筒内，另一部分进入第一换热管内；

22、从第二换热管的进水端持续通入冷水；

23、进入换热筒内的尾气与第二换热管内的冷水进行热交换，对冷水进行加热处理，加热后的水进入集热器内存储或用于供暖；

24、进入第一换热管内的尾气对集热器内的水进行保温，且尾气沿第一换热管进入第二换热管的内导气通道内对导液通道内的水从内侧换热，最终从第二换热管的进水端处的内导气通道排出。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

26、进气管与换热筒内的最内侧的换热腔连通，尾气先进入最内侧的换热腔，再依次向外一圈的换热腔流动，最终从排气管排出，水在第二换热管的流动方向与尾气在多个换热腔内的流动方向相反，从而实现流经第二换热管的水被逐渐加热，以达到优选的换热效果，同时将第二换热管设置成螺旋状，可有效增加水在换热腔内的流动时间，进而进一步增加换热效果。

27、通过设置的集热器，用于收集被加热后的水，从进气管分流出来的尾气进入到第一换热管内可实现对集热器内的水起到有效的保温效果，同时流经换热管的尾气会进入到第二换热管的内导气通道内，配合换热腔内的尾气实现对第二换热管内水的多向换热，以提高水的换热效果，确保尾气的余热被充分利用；

28、通过将第一换热流道、第二换热流道及第三换热流道的通过面积设置成相同，可使得尾气在多个换热流道内均保持一定程度的匀速流动，防止出现尾气流动速度发生改变，导致某一换热流道内的换热效果变差。

技术特征：

1.一种多段式热尾气能量回收的集热装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种多段式热尾气能量回收的集热装置，其特征在于，所述换热筒（1）的内侧设置有轴线共线的中筒（12）及内筒（13）；

3.根据权利要求2所述的一种多段式热尾气能量回收的集热装置，其特征在于，所述内筒（13）的内侧形成第一换热流道；

4.根据权利要求1所述的一种多段式热尾气能量回收的集热装置，其特征在于，所述第二换热管（15）的出水端贯穿安装在所述换热筒（1）上的第一连接头（7），且所述第二换热管（15）的导液通道（1501）连通所述第一连接头（7）。

5.根据权利要求4所述的一种多段式热尾气能量回收的集热装置，其特征在于，所述第一换热管（11）的一端通过第一导管（6）连通所述进气管（4），且通过第二导管（9）连通所述第二换热管（15）出水端的所述内导气通道（1502）。

6.根据权利要求5所述的一种多段式热尾气能量回收的集热装置，其特征在于，与所述第二换热管（15）的导液通道（1501）连通所述第一连接头（7）通过导水管（8）连通所述集热器（2）的内侧。

7.根据权利要求1所述的一种多段式热尾气能量回收的集热装置，其特征在于，所述第二换热管（15）的进水端贯穿安装在所述换热筒（1）上的第二连接头（10），且所述第二换热管（15）的导液通道（1501）连通所述第二连接头（10）。

8.根据权利要求1所述的一种多段式热尾气能量回收的集热装置，其特征在于，所述换热筒（1）与所述进气管（4）之间还设置有缓冲筒（3），所述缓冲筒（3）的内侧可拆卸安装有过滤筒（14），流经所述过滤筒（14）的尾气分流进入换热筒（1）及第一换热管（11）。

9.根据权利要求1所述的一种多段式热尾气能量回收的集热装置，其特征在于，所述第二换热管（15）由多个不同直径的螺旋换热管依次连通形成。

10.一种多段式热尾气能量回收的集热方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任意一项所述的多段式热尾气能量回收的集热装置，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及尾气余热利用技术领域，具体是一种多段式热尾气能量回收的集热装置及其集热方法，包括：换热筒，其内侧具有至少三个首尾相连的换热腔，且换热筒上形成有进气管及排气管；第二换热管，第二换热管插放于换热腔内，具有伸出换热筒的进水端和出水端，第二换热管的内侧形成有导液通道及内导气通道；还包括集热器，集热器的内侧设置有与进气管连通的第一换热管，第一换热管与第二换热管出水端的内导气通道连通。从进气管分流出来的尾气进入到第一换热管内可实现对集热器内的水保温，同时流经换热管的尾气会进入到第二换热管的内导气通道内，配合换热腔内的尾气实现对第二换热管内水的多向换热，以提高水的换热效果。

技术研发人员：许瑞华
受保护的技术使用者：江苏坤洋翰光能源技术集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/14