[发明专利]一种从高温高压气体中获取过热蒸汽的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种获取过热蒸汽的装置，特别为一种从高温高压气体中获取过热蒸汽的装置，本装置可用于太阳能光热发电、冶金以及化工等能源领域。

背景技术

随着世界能源紧缺，石油、煤炭、天然气等不可再生能源面临枯寂，人们越来越重视能源的节约利用。但是现在很多冶金、化工、石化等很多行业都会有废热产生，这无疑造成了巨大的能源浪费，如何将这些余热进行回收，并有效利用，是人们研究的热点。余热是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，是一种多余或者废弃的能源。余热包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%-67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。节能降耗是冶金,化工企业长期的战略任务。充分回收和利用这些余热，是企业现代化程度的标志之一。这些高温废气余热，热量高，产量巨大，浪费严重，如何将这些能源高效的利用起来一直是人们关注的热点，现有常规的废气余热利用装置如换热器，但对于一些高温高压的余热气体，现有大部分的换热装置的气侧壳体都无法耐受压力，所以需要将这些高压气体先降压再利用，这样就增加了工序，同时由于压力降低气体体积膨胀，也势必造成效率偏低，且成本偏高。此外，在太阳能利用行业，尤其是太阳能光热发电，也面临着如何从太阳能中有效获取热量产生过热蒸汽的问题。由于受到昼夜、天气等因素的影响，太阳能供应具有间歇性、不稳定性等特点。太阳辐射本身有很多的不可控性，直接用于加热水，由于水从液体转变成蒸汽体积变化巨大，且热源稳定性差，造成水温波动，时有蒸发和冷凝发生。水和蒸汽的物理性质的复杂性造成太阳能收集装置的管路复杂，控制系统也复杂，稳定性、可操作性差。通过一种中间介质（气体），则会改善这个问题。太阳能取热，乃至取热后加热气体都是相对成熟的工艺，如能提供一种高效的换热装置，从太阳能加热的高温高压气体中获取过热蒸汽，无疑将为太阳能光热利用提供一条新的途径。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够有效的从高温高压气体中获取过热蒸汽的装置。

本发明采用的技术方案是：

一种从高温高压气体中获取过热蒸汽的装置，其特征在于：所述装置包括倒U形炉体，在倒U形炉体内部沿热介质的流向从热介质的进口段起依次设有高温过热器、低温过热器、蒸发器、水高温加热器和水预热器；水预热器设置在热介质的出口段；在倒U形炉体的外部设置减温器、锅筒和除氧器；所述的减温器通过连接管路穿过炉体分别与低温过热器和高温过热器相连；所述的锅筒通过连接管路穿过炉体分别与水高温加热器和蒸发器连接；所述的除氧器通过连接管路穿过炉体分别与连接水预热器和水高温加热器相连；所述的倒U形炉体为承压耐高温的绝热壳体。

上述技术方案中，所述的连接管路在穿过倒U形炉体的部位采用可膨胀孔结构。所述的可膨胀孔结构为波纹管式的双向金属膨胀节，连接管道插入可膨胀孔结构的波纹管，波纹管的两端与连接管道固接，波纹管一端的外壁与倒U形炉体的壳体焊接。

上述技术方案中，所述蒸发器为立式螺旋翅片管束结构，管束沿程设立折流挡板；所述的水预热器、水高温换热器、低温过热器和高温过热器均为蛇形螺旋翅片管组结构。

本发明具有以下优点及突出性效果：炉体采用耐高温高压的壳体，且换热面内置在炉体内，进一步提高了炉体的耐压性和密闭性，防止高温高压热介质的泄漏和损失；倒U形炉体装置，结构紧凑，既降低了装置高度、节省投资，又提高了装置的稳定性和可靠性。本装置单位体积换热管换热面积大、检修简单易行。可以用在太阳能光热发电、化工以及冶金等能源领域。

附图说明

图1为本发明提供的一种从高温高压气体中获取过热蒸汽装置的示意图。

图2为本发明提供的一种从高温高压气体中获取过热蒸汽装置的螺旋翅片换热管示意图。

图3为本发明提供的一种从高温高压气体中获取过热蒸汽装置的可膨胀孔结构示意图。