一种高温固体散料余热回收大型换热器

摘要

一种高温固体散料余热回收大型换热器，属于固体散热器技术领域。其特征在于：壳体（1）上下端面开口设置，上端面为入料口，下端面为出料口，所述换热元件为U型换热元件（2），多个U型换热元件（2）分成左右对称的两组安装在壳体（1）的两侧壁上；U型换热元件（2）的纵截面呈U型设置，U型换热元件（2）开口端包括进气端和出气端，进气端和出气端伸出壳体（1）外部，U型换热元件（2）封闭端朝向壳体（1）内部，且两组U型换热元件（2）之间留有膨胀间隙。本发明换热器元件采用扁管，左右两部分，U型换热元件尾部之间留有足够的间隙，尾部可以自由膨胀，换热器不会产生很大的热应力，换热器工作可靠。

权利要求

1.一种高温固体散料余热回收大型换热器，其特征在于：包括壳体（1）和安装在壳体（1）内的多个换热元件，壳体（1）上下端面开口设置，上端面为入料口，下端面为出料口，所述换热元件为U型换热元件（2），多个U型换热元件（2）分成左右对称的两组安装在壳体（1）的两侧壁上；U型换热元件（2）的纵截面呈U型设置，U型换热元件（2）开口端包括进气端和出气端，进气端和出气端伸出壳体（1）外部，U型换热元件（2）封闭端朝向壳体（1）内部，且两组U型换热元件（2）之间留有膨胀间隙;所述的两组U型换热元件（2）在壳体（1）上竖向至少设有两层;

两组竖向相邻的所述U型换热元件（2）之间通过弯头连接;

所述的U型换热元件（2）包括U型管本体（201）和两个端口，U型管本体（201）呈弧形设置的一端为安装在壳体（1）内的尾部（202），U型管本体（201）另一端为上出气端口（203）和下进气端口（204）；

U型管本体（201）内腔形成气体流通通道，上出气端口（203）和下进气端口（204）之间形成的上、下气流流动通道的截面高度远大于U型管本体（201）的截面宽度，气流流动通道的两侧壁相互平行，气流流动通道的上下壁面为半圆形。

2.根据权利要求1所述的一种高温固体散料余热回收大型换热器，其特征在于：竖向相邻的两层U型换热元件（2）之间竖向设置的间隙均相同。

3.根据权利要求1所述的一种高温固体散料余热回收大型换热器，其特征在于：所述的进气端和出气端的开口端部纵截面呈椭圆形设置。

4.根据权利要求1所述的一种高温固体散料余热回收大型换热器，其特征在于：所述的两组U型换热元件（2）在壳体（1）上横向至少设有两层。

5.根据权利要求1所述的一种高温固体散料余热回收大型换热器，其特征在于：所述的壳体（1）为矩形设置，包括侧板（101）和端板（102），端板（102）上安装U型换热元件（2），侧板（101）与U型换热元件（2）平行设置。

说明书

一种高温固体散料余热回收大型换热器

技术领域

[0001] 一种高温固体散料余热回收大型换热器，属于固体散热器技术领域。

背景技术

[0002] 目前，油页岩热解炉、兰炭干馏炉、烧结回转窑、氧化镁烧结炉等窑炉逐渐向大型化发展，这些窑炉单口排出的高温固体散料为几十吨/小时，有的高达100吨/小时。利用如此大量的高温固体余热能够带来很大的经济效益和社会效益。最理想的余热利用方式是回收这些高温固体散料余热，用来预热窑炉助燃空气，从而降低这些窑炉的能耗。利用高温固体散料余热预热窑炉助燃空气技术，普遍是在换热器内水平布置换热管束。为了避免换热管棚料，换热管的间距较大，同时为了满足这些大型窑炉排出的大量高温固体散料的冷却要求，换热器的流通截面积很大，换热管很长，换热管受热膨胀量较大。由于换热器内的物料从上到下温度逐渐降低，换热器内的上下换热管膨胀量相差较大，导致换热器存在很大的热应力，容易造成换热器变形和焊缝撕裂，存在安全隐患。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑、换热效率高、工作可靠，能够消除因上下换热管膨胀不一致引起的热应力的高温固体散料余热回收大型换热器。

[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高温固体散料余热回收大型换热器，其特征在于：包括壳体和安装在壳体内的多个换热元件，壳体上下端面开口设置，上端面为入料口，下端面为出料口，所述换热元件为U型换热元件，多个U型换热元件分成左右对称的两组安装在壳体的两侧壁上；U型换热元件的纵截面呈U型设置，U型换热元件开口端包括进气端和出气端，进气端和出气端伸出壳体外部，U型换热元件封闭端朝向壳体内部，且两组U型换热元件之间留有膨胀间隙。

[0005] 本发明改变传统的换热器结构，换热器元件采用扁管，且U型设置，U型换热元件被平均分成左右两部分，左右对称布置在壳体内，每部分U型换热元件以一定的间距并排布置，且每个U型换热元件的两个端口分别伸到壳体的外部并与壳体固定连接。左右两部分U型换热元件的尾部为封闭段，且尾部之间留有缝隙，形成膨胀间隙，由此可以保证U型换热元件受热时能够自由膨胀。U型换热元件尾部之间留有足够的间隙，当U型换热元件温度升高时，尾部可以自由膨胀，换热器不会产生很大的热应力，换热器工作可靠。同时，换热器的固体物料流通截面可以大幅增加，从而满足大型窑炉物料冷却量大的要求。

[0006] 所述的两组U型换热元件在壳体上竖向至少设有两层。

[0007] 竖向相邻的两层U型换热元件之间竖向设置的间隙相同。

[0008] 两组竖向相邻的所述U型换热元件之间通过弯头连接。通过弯头将下部一组的上上出气端口连通上部一组的下进气端口，形成一段连续的U型换热弯管，可延长气体的流通行程，延长换热时间。

[0009] 所述的U型换热元件包括U型管本体和两个端口，U型管本体呈弧形设置的一端为安装在壳体内的尾部，U型管本体另一端为上出气端口和下进气端口。

[0010] 所述的进气端和出气端的开口端部纵截面呈椭圆形设置。

[0011] 所述的两组U型换热元件在壳体上横向至少设有两层。

[0012] 所述的壳体为矩形设置，包括侧板和端板，端板上安装U型换热元件，侧板与U型换热元件平行设置。

[0013] 与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

[0014] 1、本发明改变传统的换热器结构，换热器元件采用扁管，且U型设置，U型换热元件被平均分成左右两部分，左右对称布置在壳体内，每部分U型换热元件以一定的间距并排布置，且每个U型换热元件的两个端口分别伸到壳体的外部并与壳体固定连接。左右两部分U型换热元件的尾部为封闭段，且尾部之间留有缝隙，形成膨胀间隙，由此可以保证U型换热元件受热时能够自由膨胀。U型换热元件尾部之间留有足够的间隙，当U型换热元件温度升高时，尾部可以自由膨胀，换热器不会产生很大的热应力，换热器工作可靠。同时，换热器的固体物料流通截面可以大幅增加，从而满足大型窑炉物料冷却量大的要求。

[0015] 2、与传统的换热管相比，本发明的U型换热元件的单位体积内的换热面积大，换热效果高，从而可以有效减小换热器的体积，结构紧凑。

附图说明

[0016] 图1是本发明实施例的主视图。

[0017] 图2是图1所示实施例的A‑A剖面图。

[0018] 图3是图1所示实施例的右视图。

[0019] 其中，1、壳体 101、侧板 102、端板 2、U型换热元件 201、U型管本体 202、尾部203、上出气端口 204、下进气端口。

具体实施方式

[0020] 图1 3是本发明的最佳实施例，下面结合附图1 3对本发明做进一步说明。~ ~

[0021] 参照附图1 3：一种高温固体散料余热回收大型换热器，包括壳体1和安装在壳体1~内的多个换热元件，壳体1上下端面开口设置，上端面为入料口，下端面为出料口，所述换热元件为U型换热元件2，多个U型换热元件2分成左右对称的两组安装在壳体1的两侧壁上；U型换热元件2的纵截面呈U型设置，U型换热元件2开口端包括进气端和出气端，进气端和出气端伸出壳体1外部，U型换热元件2封闭端朝向壳体1内部，且两组U型换热元件2之间留有膨胀间隙。

[0022] 两组U型换热元件2在壳体1上竖向至少设有两层。两组U型换热元件2在壳体1上横向至少设有两层。多层U型换热元件2之间竖向设置的间隙相同。U型换热元件2包括U型管本体201和两个端口，U型管本体201呈弧形设置的一端为安装在壳体1内的尾部202，U型管本体201另一端为上出气端口203和下进气端口204。进气端和出气端的开口端部纵截面呈椭圆形设置。壳体1为矩形设置，包括侧板101和端板102，端板102上安装U型换热元件2，侧板101与U型换热元件2平行设置。

[0023] 此外，当U型换热元件2在竖向设置两层及，还可将两组竖向相邻的U型换热元件2之间通过弯头连接。通过弯头将下部一组的上出气端口203连通上部一组的下进气端口204，形成一段连续的U型换热弯管，可延长气体的流通行程，延长换热时间。

[0024] 工作过程与工作原理：壳体1由前后两个侧板101和左右两个端板102围成，壳体1的上、下端面分别为固体散料的进口和出口。U型换热元件为金属材料围成的上下通道平行的、尾部202联通的U型管本体201。U型管本体201内腔形成气体流通通道，上出气端口203和下进气端口204之间形成的上、下气流流动通道的截面高度远大于U型管本体201的截面宽度，气流流动通道的两侧壁相互平行，气流流动通道的上下壁面为半圆形。所有U型换热元件2被平均分成左右两部分，左右对称布置在壳体1内，每部分U型换热元件2以一定的间距并排布置，且每个U型换热元件2的两个端口分别伸到端板102的外部并与端板102固定连接。左右两部分U型换热元件2的尾部202之间留有缝隙，以保证U型换热元件2受热时能够自由膨胀。壳体1内上下布置至少2层U型换热元件2。

[0025] 高温固体散料从换热器上端面进入壳体1，在重力的作用下缓慢通过由壳体1和U型换热元件2围成的物料通道，并与U型换热元件进行热交换而逐步冷却降温，最终从换热器下端面流出。空气分别从左右U型换热元件的下部端口进入U型换热元件的气体流动通道，吸收壁面的热量而被加热，然后从U型换热元件的上部一端流出。当U型换热元件温度升高时，尾部自由膨胀。

[0026] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。