[实用新型]一种基于汽液换热器的分控相变换热系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及安全可控的强化传热技术领域，具体地，本实用新型涉及一种基于汽液换热器的分控相变换热系统。

背景技术

在国内外强化传热技术以及专用于余热回收利用的技术中，利用汽体凝结和液体沸腾蒸发换热系数高且温度均匀的特点，开发出许多高效相变换热技术。在降低锅炉排烟温度、回收余热提高热效率方面，常采用热管或其它相变换热技术，通过不同技术方案来控制烟气侧受热面的腐蚀和结灰速度，取得较好的效果。

现有技术在余热回收控制的有效性方面仍有很大的欠缺，所以设备实际使用寿命远达不到计算数据的理想状态。比如现有技术多采用通过对冷源和热源换热统一控制的方式来控制相变参数，由于系统热容和热阻的影响，特别是对于管路较长的大系统和风烟换热的系统，被控系统时间常数过大，不仅控制参数反应滞后，超调量大，造成热源换热短时或局部失控，而且控制精度和稳定性也较差。特别是由于热源管外烟气的对流换热系数比管内相变换热的换热系数相差极大，而换热管的热阻和热容又相对很小，外管壁温度随管内介质温度变化很快，调节滞后大的控制系统将使换热管的腐蚀几率大增。为此不得不被迫提高排烟温度，放大安全余量，降低了余热回收的效益。

传统相变换热器无法适应机组启停和大负荷变化时换热器壁温大幅波动的工况，因而低温腐蚀常在这时剧烈产生，设备寿命显著降低。

另外，传统相变换热技术理论上希望蒸发相变和冷凝相变在接近同一参数下进行，其回水方式给现场安装和技术改造带来很大的困难，无法兼容原有暖风器等换热设备，不仅新增换热设备使系统电耗较高，甚至无法实施。传统相变换热技术不能及时排除系统内不凝结气体，排空能力差降低了相变换热系数和系统的适应性。

由于流动阻力的影响，冷源换热器冷凝的相变压力必然低于热源换热器蒸发的相变压力，因而饱和冷凝液的参数相对饱和蒸发液的参数必然存在过冷度。由于蒸汽在冷源换热器冷凝过程中，会在壁面产生液膜，冷凝液产生过冷无法避免。另外，由于设计工况下的换热器面积、换热系数和换热温差等参数难以适应变工况下和不同季节的实际相变换热量，加之液位波动等因素的影响，因而相变换热过程总伴随产生冷凝液过冷和蒸汽过热的情况；过冷液和过热汽的存在会降低相变换热器的换热能力，同时，由于自然循环的存在，过冷液进入热源换热器还会使蒸发换热面下部壁面温度安全余量降低，产生局部低温腐蚀的几率增大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于汽液换热器的分控相变换热系统。

根据本实用新型的基于汽液换热器的分控相变换热系统，该系统包括储液箱20、热源换热器3和冷源换热器15，

所述系统还包括一汽液换热器9，热源换热器3的上集箱经换热器入口蒸汽管8与汽液换热器9连通，所述汽液换热器9经换热器出口蒸汽管10分成两支路分别与冷源换热器15的上集箱和下集箱连通，并且在换热器出口蒸汽管10的母管上设置两个并联的气流调节阀12；

所述冷源换热器15的下集箱通过冷源换热器出液管17与储液箱20上部连通，该储液箱20底部经换热器入口冷凝液管11与汽液换热器9连通，汽液换热器9通过换热器出口冷凝液管6与热源换热器3的下集箱连通，在换热器入口冷凝液管11的管路上设置液流调节阀18。

所述的热源换热器3和冷源换热器15分别为两个或以上，所述两个或以上的热源换热器3并联设置，所述两个或以上的冷源换热器15并联设置，并且在并联支路上设置隔离阀门，用于单独控制。

所述换热器出口蒸汽管10分成的两支路中，在与下集箱相连的支路上设置冷源换热器下进气阀14。

所述冷源换热器15的上集箱上设置冷源换热器排空阀16，用于排出系统积存的不凝结气体。

所述储液箱20上部经排液管路24和换热器出口冷凝液管6合并后与热源换热器3的下集箱连通，并在排液管路24上设置自动排液阀1和排液泵2；所述储液箱20上端设置补液阀21，用于向储液箱20补充循环液工质；在储液箱20内部下端设置加热器23，用于通过外接热源加热储液箱20内的循环液工质。

所述的换热器入口冷凝液管11上在液流调节阀18和储液箱20之间设置循环泵19。

所述热源换热器3的吸热管束中设置蒸发液温度传感器4，测量其内部蒸发液的温度，用于监控蒸发相变温度；

所述储液箱20内部设置冷凝液温度传感器22，测量其内部冷凝液的温度，用于监视冷凝液过冷度；

所述换热器入口蒸汽管8上设置蒸汽压力传感器7，用以测量该管路上的蒸汽压力；