[发明专利]间接介质加热炉换热强化装置及方法

权利要求书

1.一种间接介质加热炉换热强化装置，其特征在于：是由燃气去耦室、空 气去耦室、启动吹扫风机、热声耦合脉动燃烧器、压力表或真空表、不凝气排 气装置、刚性连接件、盘管、锅壳和排烟管组成；其中，所述的热声耦合脉动 燃烧器和盘管安装在锅壳内，热声耦合脉动燃烧器和盘管之间通过刚性连接件 在锅壳内连接；锅壳一端安装空气去耦室，启动吹扫风机与空气去耦室相通， 并固定于锅壳上，燃气去耦室安装在空气去耦室内；锅壳另一端安装排烟管， 与热声耦合脉动燃烧器相通；压力表或真空表和不凝气排气装置安装在锅壳的 最高处，并与锅壳相通。

2.一种间接介质加热炉换热强化装置，其特征在于：是由燃气去耦室、空 气去耦室、启动吹扫风机、热声耦合脉动燃烧器、压力表或真空表、不凝气排 气装置、刚性连接件、盘管、锅壳和排烟管组成；该装置采用分体式结构，将 锅壳分为上、下两个独立的筒体，上、下筒体通过多根细管连接，下筒体内安 装热声耦合脉动燃烧器只作产生蒸汽用，上筒体内安装盘管只作凝结换热用， 热声耦合脉动燃烧器和盘管通过刚性连接件连接；锅壳下筒体一端安装空气去 耦室，启动吹扫风机与空气去耦室相通，并固定于锅壳下筒体上，燃气去耦室 安装在空气去耦室内；锅壳下筒体另一端安装排烟管，与热声耦合脉动燃烧器 相通；压力表或真空表和不凝气排气装置安装在锅壳上筒体的最高处，并与锅 壳相通。

3.根据权利要求1或2所述的间接介质加热炉换热强化装置，其特征在于： 所述的热声耦合脉动燃烧器，是由一个或多个空气单向阀、一个或多个燃气单 向阀、一个或多个燃气喷嘴、一个燃烧室、一个或多个较细的尾管和排气去耦 室组成；燃气单向阀安装在燃烧室的一端，与燃烧室相通；燃气喷嘴于燃烧室 内与燃气单向阀连接；空气单向阀安装在燃烧室顶部并与燃烧室相通；燃烧室 的另一端与尾管的一端相连，且二者相通；尾管的另一端连接排气去耦室，并 与之相通。

4.根据权利要求3所述的间接介质加热炉换热强化装置，其特征在于：所 述的尾管可以根据需要任意弯曲。

5.一种间接介质加热炉换热强化方法，其特征在于：将热声耦合脉动燃烧 器浸没在锅壳内的间接介质液面以下，盘管位于液面上方，通过负压或压力相 变的技术方法，使得被加热的介质蒸汽和盘管外壁间产生凝结相变换热；为避 免在相变换热过程中盘管外壁凝结液膜的形成，利用热声耦合脉动燃烧器在产 生脉动气流的同时，会造成其本身机械振动的特点，将热声耦合脉动燃烧器和 盘管之间通过刚性结构连接，使盘管产生微小机械振动，造成盘管外壁的液膜 不能稳定存在，变膜状凝结换热为珠状凝结换热，提高对流换热系数。

6.根据权利要求5所述的间接介质加热炉换热强化方法，其特征在于：采 用热声耦合脉动燃烧方式，燃烧器内烟气流产生的自激脉动，提高烟气侧对流 换热系数。

7.根据权利要求5所述的间接介质加热炉换热强化方法，其特征在于：热 声耦合脉动燃烧器本身产生的机械振动传递给盘管，使盘管产生微小机械振动。

8.根据权利要求5所述的间接介质加热炉换热强化方法，其特征在于：炉 内不充满水，只充部分水，无水的上部空间内设置换热盘管，水受热沸腾产生 蒸汽，蒸汽与低温的盘管壁换热，冷凝成水，将热量传递给盘管换热器内流动 的工质；凝结后的水继续被加热汽化，如此循环往复，实现凝结换热。

9.根据权利要求1或2或3所述的间接介质加热炉换热强化装置，其特征 在于：采用热声耦合脉动燃烧器取代锅壳内传统的火管、烟管，热声耦合脉动 燃烧器既是燃烧器，又是换热器。

10.根据权利要求1或2或3所述的间接介质加热炉换热强化装置，其特 征在于：所述的热声耦合脉动燃烧器和换热盘管间采用刚性连接，刚性连接件 置于锅壳内。