[实用新型]整体均温分体式热管换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种传热技术领域的装置，具体的说是一种通过加热冷凝段回流介质来防止蒸发段局部受热面过冷的整体均温分体式热管换热器。

背景技术

现有技术中的电厂锅炉尾部烟道中通常设有省煤器和空气预热器用以吸收烟气热量，但由于烟气中SO₃的存在，排烟温度过低会导致金属受热面的壁面温度低于烟气酸露点而发生严重的结露腐蚀和堵灰，所以空预器出口的排烟温度通常只能做到140℃以上而无法进一步降低，这是继续降低排烟温度、利用烟气余热必须面对的难题。

现有分体式热管换热器能在一定程度上达到降低排烟温度、回收这部分余热的目的。但在实际工程应用中发现，由于锅炉运行工况并不稳定，烟气酸露点会随着锅炉负荷、燃烧方式、燃料性质、环境温度的变化而发生波动；同时，由于在分体式热管换热器的介质循环管路中存在沿程阻力等原因，会导致换热器下降管段中的液态水压力低于上升管段，根据热力学原理可知其相对应的饱和温度也比上升管段低；此外，冷凝水在进入蒸发段之前往往会经过较长的管路，也会存在不可忽略的散热损失；在个别工况下，下降管段的冷凝水液位上升至冷凝段，会出现冷凝水和冷流体直接“液-液换热”的情况，会使冷凝水的温度大幅度降低。上述原因都会导致冷凝水过冷，严重偏离设计值。

综上所述，现有分体式热管换热器的金属受热面整体均温性较差且最低壁面温度无法可控可调，在实际运行中经常会出现进入蒸发段底部的循环水过冷从而导致金属受热面温度过低发生酸露腐蚀的情况。为了保证换热器在运行过程中不发生结露腐蚀，使其寿命达到所要求的使用年限，工程技术人员在设计中必须要考虑以上因素对设备运行状况的影响，即在设计换热器的最低壁面温度时留有非常大的安全余量，现状通常是排烟温度最多也只能降低至高于烟气酸露点45℃左右。显然，这样的设计方法和实际运行结果从余热利用上讲都不是一个理想的状况。

随着当前全球能源紧张和对减排的要求，降低现有技术的锅炉排烟温度已经成为传热技术领域工程技术人员追求的技术目标和急于解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中出现的问题，提供一种整体均温分体式热管换热器。即通过加热冷凝器回流介质来防止蒸发段局部受热面过冷，在保证不发生酸露腐蚀的情况下尽可能地降低锅炉排烟温度，解决了现有分体式热管换热器整体均温性较差和壁面温度无法控制调整，从而导致排烟温度无法安全有效的进一步降低等问题。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型包括蒸发段、冷凝段、连通管道上升管和下降管、温度测试仪、控制系统。蒸发段的布置低于冷凝段，蒸发段上端与上升管的下端连接，上升管的上端则与冷凝段的顶部相连接，冷凝段的底部连接到下降管的上端，下降管的下端穿过蒸发段上端后回到蒸发段的下端而连接形成工质循环回路，温度测试仪与控制系统的一端连接，控制系统的另一端连接到控制冷流体流量的管路控制阀上。

所述的蒸发段包括：位于上端的上集管、位于下端的下集管，上集管和下集管之间由并联排列的热管组件连接。

所述的热管组件包括：上联通管、热管和下联通管，热管上端与上联通管连接，热管下端与下联通管连接。

所述的热管组件是一列并排的结构。

所述的温度测试仪放置于热管的内部循环工质中，起到实时监测循环工质温度的作用。

所述的下降管在连接到入蒸发段下端之前，先穿过蒸发段顶部的上联通管或上集管。

本实用新型冷流体从冷凝段的一端流进与汽态的循环工质进行热量交换后从另外一端流出，蒸发段在吸收高温烟气的热量后使液态的循环工质汽化，冷凝段中汽态的循环工质释放汽化潜热将热量传递给冷流体使冷流体的温度升高，循环工质自身由汽态冷凝回到液态。设置在热管内部的温度测试仪用于测量循环工质在热管中的温度，同时温度测试仪连接到控制系统上，控制系统的另一端连接管路控制阀用以调节进入冷凝段的冷流体流量。