一种H型鳍片管式换热器

技术领域

本申请涉及换热设备的技术领域，尤其是涉及一种H型鳍片管式换热器。

背景技术

换热器是一种用于实现热能传递的设备，主要用于将热量从一个流体传递到另一个流体而不使它们直接混合的过程中。换热器通常应用于工业生产、暖通空调系统、化工过程、电力工厂等领域，用于加热、冷却或凝结流体。

相关技术中，可参考授权公告号为CN205537229U的中国实用新型专利，其公开了一种锅炉换热器，包括腔体；所述腔体内侧安装有换热内胆；所述换热内胆包括上板和下板；所述上板和下板间间隔排列有多根换热管；所述腔体两侧设置有进风腔和出风腔；所述腔体内侧于换热内胆上部设置有气体测量腔；所述气体测量腔内设置有气体质量检测探头；所述气体质量检测探头电连接到控制器。

然而上述换热器在使用过程中，仅仅是通过换热管对烟气进行了一个直接的换热的工作，这种单一的热能回收方式很难对烟气内的热能进行充分利用，热能回收利用率较低。

发明内容

为了提高换热器的热能回收利用率，本申请提供了一种H型鳍片管式换热器。

本申请提供的一种H型鳍片管式换热器，采用如下的技术方案：

一种H型鳍片管式换热器，包括机架和设置在机架上的换热管道，所述换热管道与蒸汽锅炉连接，蒸汽锅炉产生的烟气排入到所述换热管道中，所述换热管道上设置有对烟气中的热能进行利用的换热机构，所述换热机构包括：

蒸发器，所述蒸发器设置在换热管道内，所述蒸发器一端与水源连通；

过热器，所述过热器设置在换热管道内，所述过热器位于蒸发器靠近蒸汽锅炉的一侧，所述过热器与蒸发器连通；

省煤器，所述省煤器设置在换热管道内，所述省煤器位于蒸发器远离蒸汽锅炉的一侧且与水源连通。

通过采用上述技术方案，烟气进入到换热管道中后，一开始较高温度的烟气先与过热器接触，过热器将蒸汽与高温的烟气热源进行热交换，使其温度超过饱和温度，增加了蒸汽的能量含量。提高蒸汽的热量和压力，从而提高后续蒸汽排入到蒸汽动力设备中后的蒸汽动力设备的工作效率。然后与过热器进行过热交换后的烟气与蒸发器接触，蒸发器将内部液体与烟气热源进行热交换，蒸发器内部的液体蒸发吸热从而降低了烟气的热量。最后烟气与省煤器接触，尾部烟气中的余热通过省煤器对省煤器中的水进行加热，从而通过蒸发器、过热器和省煤器三者的配合作用，对不同温度阶段的烟气均进行了相应程度的热交换工作，提高了换热器整体对烟气的冷却效果，提高了对烟气内热能的回收利用率。

可选的，所述机架上设置有给水池，所述省煤器的一端与水源连通，所述省煤器的另一端与给水池连通，所述蒸发器的进水端与给水池连通。

通过采用上述技术方案，在机架上安装给水池，省煤器将加热后的水通入到给水池中，然后给水池将热水通入到蒸发器内，热水在蒸发器内蒸发后产生的蒸汽进入到过热器中，从而完成了水在蒸发器、过热器和省煤器三者之间的流通工作，充分利用了水资源以及烟气的热能资源。

可选的，所述蒸发器、过热器和省煤器上均为设置有H型鳍片的H型蒸发器、H型过热器和H型省煤器。

通过采用上述技术方案，在蒸发器、过热器和省煤器上安装H型鳍片，从而增加了增加了蒸发器、过热器和省煤器的传热表面积，提高了换热效率，使得蒸发器、过热器和省煤器的结构更紧凑，降低了设备整体的体积。

可选的，所述换热管道与蒸汽锅炉连接的一端设置有集气罩，所述集气罩靠近蒸汽锅炉一端的开口大于集气罩远离蒸汽锅炉一端的开口，所述集气罩开口较小的一端上转动设置有扰流板，所述扰流板相对的两侧侧面中的一侧侧面为平面，另一侧侧面为曲面，所述集气罩上设置有用于驱动扰流板转动的驱动组件。

通过采用上述技术方案，在换热管道的烟气进口处安装集气罩，从而通过集气罩来聚拢烟气，增加烟气的流速，然后通过驱动组件来转动扰流板使得烟气在高速流动的同时增加了烟气流动的不稳定性，从而在烟气与H型鳍片接触时会形成强烈紊流，提高了传热效率的同时降低了烟灰在H型鳍片上积聚的概率。

可选的，所述驱动组件包括：

驱动转轴，所述驱动转轴转动设置在换热管道上且与扰流板连接；

驱动叶片，所述驱动叶片设置有多片，多片所述驱动叶片均布设置在驱动转轴上，所述驱动叶片受到烟气气流作用后带动驱动转轴转动。

通过采用上述技术方案，烟气流动带动驱动叶片转动，驱动叶片转动带动驱动转轴转动，驱动转轴转动带动扰流板转动，从而在烟气流动的同时实现了驱动扰流板转动的工作，充分利用了烟气的动能。

可选的，所述换热管道分为第一管和第二管两部分，所述第一管和第二管之间开设有伸缩缝，所述第一管和第二管上设置有波纹管，所述波纹管位于伸缩缝处，所述第一管和第二管上均设置有连接板，所述连接板上开设有连接孔，所述第一管和第二管的两块连接板上穿设有连接杆，所述连接杆的两端均螺纹连接有连接螺帽，所述连接螺帽抵紧在连接板上。

通过采用上述技术方案，在第一管和第二管之间开设伸缩缝，并在伸缩缝处安装波纹管，伸缩缝和波纹管能够对由于温度变化、振动或机械位移等因素引起的热胀冷缩或变形应力进行吸收，从而降低了换热管道在受到高温烟气的热应力影响下破裂的概率，提高了换热管道的使用寿命。

可选的，所述第一管、第二管以及波纹管的内部均设置有保温隔热层，所述第一管上设置有导流板，所述导流板呈倾斜状态，所述导流板与第一管连接的一端到导流板远离第一管的一端朝向靠近第一管轴线处的方向倾斜，所述导流板在第一管径向上的投影对伸缩缝进行覆盖。

通过采用上述技术方案，在换热管道内部安装保温隔热层，从而降低了烟气将温度传递给换热管道的概率，降低了换热管道长期受到高温作用而损坏的概率，减少了烟气热能资源的浪费，且降低了换热管道所处的工作空间的温度，改善了工作人员的工作环境，降低了工作人员碰到换热管道时被烫伤的概率；在第一管上安装导流板，导流板对位于伸缩缝处的烟气进行导流，使得烟气从伸缩缝内部流过，降低了烟气中的烟灰进入到伸缩缝中而堵塞伸缩缝的概率。

可选的，所述换热管道的内侧壁上设置有两块气流导板，两块所述气流导板分别位于H型蒸发器和H型过热器之间以及H型过热器和H型省煤器之间，两块所述气流导板的端部分别与H型蒸发器和H型省煤器抵触。

通过采用上述技术方案，在换热管道中安装两块气流导板，两块气流导板对烟气进行导向，使得烟气能够充分和H型蒸发器和H型省煤器进行接触，降低了由于烟气先与H型过热器接触后扩散到换热管道的侧壁处而与后续的H型蒸发器和H型省煤器接触不全面的概率，提高了烟气的换热效果。

可选的，所述给水池上设置有过滤罩，所述省煤器中导出的水先流到过滤罩上再进入到给水池中。

通过采用上述技术方案，在给水池上安装过滤罩，过滤罩对进入到给水池中的水体进行过滤，从而降低了给水池中水体中杂质的含量，从而降低了给水池通入到蒸发器中的水在蒸发后杂质留在蒸发器中堵塞蒸发器的概率，保证了蒸发器的使用效果。

可选的，所述换热管道内设置有三个测温探头，所述三个测温探头分别位于H型蒸发器、H型过热器和H型省煤器的侧边处，所述机架上设置有控制器，所述控制器与三个测温探头均电连接，所述机架上设置有显示器和报警器，所述显示器和报警器均与控制器电连接。

通过采用上述技术方案，三个测温探头对H型蒸发器、H型过热器和H型省煤器侧边的温度进行测探，然后将测探到的温度通过控制器传递到显示器进行显示，使得工作人员可实时对换热管道内各部位的温度进行掌握，当由于H型蒸发器、H型过热器或H型省煤器中某一个设备故障而导致温度异常时，则控制器控制报警器报警，提醒工作人员及时进行维修，从而降低了换热管道中高温烟气泄露等安全隐患发生的概率。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过过热器将蒸汽与高温的烟气热源进行热交换，使其温度超过饱和温度，增加了蒸汽的能量含量。蒸发器将内部液体与烟气热源进行热交换，蒸发器内部的液体蒸发吸热从而降低了烟气的热量。烟气与省煤器接触，尾部烟气中的余热通过省煤器对省煤器中的水进行加热，从而通过蒸发器、过热器和省煤器三者的配合作用，对不同温度阶段的烟气均进行了相应程度的热交换工作，提高了对烟气内热能的回收利用率；

2.通过在蒸发器、过热器和省煤器上安装H型鳍片，从而增加了增加了蒸发器、过热器和省煤器的传热表面积，提高了换热效率，使得蒸发器、过热器和省煤器的结构更紧凑，降低了设备整体的体积；

3.通过三个测温探头对H型蒸发器、H型过热器和H型省煤器侧边的温度进行测探，然后将测探到的温度通过控制器传递到显示器进行显示，使得工作人员可实时对换热管道内各部位的温度进行掌握，当由于H型蒸发器、H型过热器或H型省煤器中某一个设备故障而导致温度异常时，则控制器控制报警器报警，提醒工作人员及时进行维修，从而降低了换热管道中高温烟气泄露等安全隐患发生的概率。

附图说明

图1是本申请的立体结构示意图；

图2是本申请中换热机构和驱动组件的结构示意图，其中对换热管道侧壁、集气罩侧壁和气流导板侧壁进行了剖视。

附图标记：1、机架；11、换热管道；12、H型鳍片；13、气流导板；14、集气罩；15、扰流板；16、测温探头；17、控制器；18、显示器；19、报警器；2、换热机构；21、蒸发器；22、过热器；23、省煤器；24、给水池；25、过滤板；26、给水水泵；3、驱动组件；31、驱动转轴；32、驱动叶片；41、第一管；42、第二管；43、波纹管；44、连接板；45、连接杆；46、连接螺帽；47、导流板。

具体实施方式

以下结合附图1-附图2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种H型鳍片管式换热器。

参照图1，H型鳍片管式换热器包括机架1和固定连接在机架1上的换热管道11，换热管道11一端与蒸汽锅炉连接，蒸汽锅炉产生的烟气排入到换热管道11中，换热管道11上设置有对烟气中的热能进行利用的换热机构2。

参照图1和图2，换热机构2包括蒸发器21、过热器22和省煤器23。蒸发器21、过热器22和省煤器23均固定安装在换热管道11内侧壁上。蒸发器21位于过热器22和省煤器23之间。过热器22位于蒸发器21靠近换热管道11通入烟气的一端的一侧。省煤器23位于蒸发器21靠近换热管道11排出烟气的一端的一侧。蒸发器21、过热器22和省煤器23上均为设置有H型鳍片12的H型蒸发器21、H型过热器22和H型省煤器23。

参照图1和图2，位于换热管道11一侧的机架1上固定连接有给水池24。给水池24的上表面上固定连接有过滤板25。省煤器23的一端与水源连通，省煤器23的另一端伸至过滤板25上方。给水池24外侧壁上固定连接有给水水泵26，给水水泵26与蒸发器21连通。蒸发器21与过热器22连通。过热器22的一端伸出换热管道11外与蒸汽动力设备连接。

参照图1和图2，烟气进入到换热管道11中后，一开始较高温度的烟气先与过热器22接触，过热器22将蒸汽与高温的烟气热源进行热交换，使其温度超过饱和温度，增加了蒸汽的能量含量。提高蒸汽的热量和压力，从而提高后续蒸汽排入到蒸汽动力设备中后的蒸汽动力设备的工作效率。然后与过热器22进行过热交换后的烟气与蒸发器21接触，蒸发器21将内部液体与烟气热源进行热交换，蒸发器21内部的液体蒸发吸热从而降低了烟气的热量。蒸发的热蒸汽排入到过热器22中进行使用。

参照图1和图2，最后烟气与省煤器23接触，尾部烟气中的余热通过省煤器23对省煤器23中的水进行加热，省煤器23中加热的水倒入到给水池24中，给水池24对蒸发器21进行水体补充。从而通过蒸发器21、过热器22和省煤器23三者的配合作用，对不同温度阶段的烟气均进行了相应程度的热交换工作，提高了换热器整体对烟气的冷却效果，提高了对烟气内热能的回收利用率。

参照图1和图2，在换热管道11的内侧壁上安装有两块气流导板13，两块气流导板13分别位于H型蒸发器21和H型过热器22之间以及H型过热器22和H型省煤器23之间，两块气流导板13均呈倾斜设置。两块气流导板13的端部分别与H型蒸发器21和H型省煤器23抵触。

参照图1和图2，换热管道11与蒸汽锅炉连接的一端固定连接有集气罩14，集气罩14靠近蒸汽锅炉一端的开口大于集气罩14远离蒸汽锅炉一端的开口。集气罩14开口较小的一端上转动设置有扰流板15，扰流板15相对的两侧侧面中的一侧侧面为平面，另一侧侧面为曲面。集气罩14上设置有用于驱动扰流板15转动的驱动组件3。

参照图1和图2，驱动组件3包括驱动转轴31和驱动叶片32。驱动转轴31转动安装在集气罩14上且位于集气罩14的轴心处。扰流板15固定连接在驱动转轴31靠近过热器22的一端上。驱动叶片32设置有多片，多片驱动叶片32均布固定在驱动转轴31远离过热器22的一端上。

参照图1和图2，在换热管道11的烟气进口处安装集气罩14，从而通过集气罩14来聚拢烟气，增加烟气的流速，然后通过烟气流动带动驱动叶片32转动，驱动叶片32转动带动驱动转轴31转动，驱动转轴31转动带动扰流板15转动，扰流板15转动使得烟气在高速流动的同时增加了烟气流动的不稳定性，从而在烟气与H型鳍片接触时会形成强烈紊流，提高了传热效率的同时降低了烟灰在H型鳍片上积聚的概率。

参照图1和图2，换热管道11内固定安装有三个测温探头16，三个测温探头16分别位于H型蒸发器21、H型过热器22和H型省煤器23的侧边处。机架1上固定安装有控制器17，控制器17与三个测温探头16均电连接。机架1上固定安装有显示器18和报警器19，显示器18和报警器19均与控制器17电连接。

参照图1和图2，换热管道11分为第一管41和第二管42两部分，第一管41和第二管42之间开设有伸缩缝。第一管41和第二管42上在伸缩缝处固定安装有波纹管43。波纹管43对第一管41和第二管42内受到高温烟气影响而产生的热膨胀量进行吸收。第一管41和第二管42上均固定安装有连接板44，连接板44上开设有连接孔。第一管41和第二管42的两块连接板44上通过连接孔穿设有连接杆45，连接杆45的两端均螺纹连接有连接螺帽46，连接螺帽46抵紧在连接板44上。

参照图1和图2，第一管41、第二管42以及波纹管43的内部均铺设有保温隔热层。第一管41上固定连接有导流板47，导流板47呈倾斜状态。导流板47与第一管41连接的一端到导流板47远离第一管41的一端朝向靠近第一管41轴线处的方向倾斜，导流板47在第一管41径向上的投影对伸缩缝进行覆盖。导流板47对位于伸缩缝处的烟气进行导流，使得烟气从伸缩缝内部流过，降低了烟气中的烟灰进入到伸缩缝中堵塞伸缩缝的概率。

本申请实施例的工作原理为：

烟气进入到换热管道11中后，一开始较高温度的烟气先与过热器22接触，过热器22将蒸汽与高温的烟气热源进行热交换，使其温度超过饱和温度，增加了蒸汽的能量含量。提高蒸汽的热量和压力，从而提高后续蒸汽排入到蒸汽动力设备中后的蒸汽动力设备的工作效率。

然后与过热器22进行过热交换后的烟气与蒸发器21接触，蒸发器21将内部液体与烟气热源进行热交换，蒸发器21内部的液体蒸发吸热从而降低了烟气的热量。蒸发的热蒸汽排入到过热器22中进行使用。

最后烟气与省煤器23接触，尾部烟气中的余热通过省煤器23对省煤器23中的水进行加热，省煤器23中加热的水倒入到给水池24中，给水池24对蒸发器21进行水体补充。从而通过蒸发器21、过热器22和省煤器23三者的配合作用，对不同温度阶段的烟气均进行了相应程度的热交换工作，提高了换热器整体对烟气的冷却效果，提高了对烟气内热能的回收利用率。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。