[发明专利]一种换热结构长度变化的燃烧余热利用换热装置

说明书

本发明提供了一种燃烧余热利用换热装置，包括换热芯体，所述换热芯体设置在废气烟道内，所述换热芯体包括圆管，所述圆管垂至于废气流动方向布置，所述圆管内间隔设置多个分散换热结构，沿着圆管内流体的流动方向，圆管内设置多个分散换热结构，从圆管的入口到圆管的出口，分散换热结构之间的长度越来越长。本发明所述的换热装置，圆管内的分散换热结构的长度随着距离圆管入口的距离不断的增加，可有效降低水侧的膜态沸腾现象，增加了水侧对流换热强度，降低了换热芯体的热负荷，提高了换热效率。

技术领域

本发明属于换热领域，具体涉及一种余热利用的管壳式换热装置。

背景技术

近十年来，由于能源紧张，随着节能工作进一步开展。各种新型，节能先进炉型日趋完善，且采用新型耐火纤维等优质保温材料后使得炉窑散热损失明显下降。采用先进的燃烧装置强化了燃烧，降低了不完全燃烧量，空燃比也趋于合理。然而，降低排烟热损失和回收烟气余热的技术仍进展不快。为了进一步提高窑炉的热效率，达到节能降耗的目的，回收烟气余热也是一项重要的节能途径。

烟气是一般耗能设备浪费能量的主要途径，比如锅炉排烟耗能大约在15％，而其他设备比如印染行业的定型机、烘干机以及窑炉等主要耗能都是通过烟气排放。烟气余热回收主要是通过某种换热方式将烟气携带的热量转换成可以利用的热量。

烟气余热回收途径通常采用二种方法:一种是预热工件；二种是预热空气进行助燃。烟气预热工件需占用较大的体积进行热交换，往往受到作业场地的限制。预热空气助燃是一种较好的方法，一般配置在加热炉上，也可强化燃烧,加快炉子的升温速度，提高炉子热工性能。

我国幅员辽阔，气候与地形环境复杂，特种车辆动力传动系统面临极寒环境下摩擦副抱死、润滑不良、蓄电池供电能力下降及低气压环境下发动机点火困难等不利因素，大大降低了车辆的可靠性。加温器作为一种燃烧换热装置，通过冷却液传递热量，可以在极端环境下对车辆的冷却系统、润滑系统、传动系统、动力系统等进行加温，使各系统达到最佳工作状态，消除车辆起动面临的不利因素。同时，车辆的轻量化及多种极端环境条件的适应性对加温器提出了高功率密度，高度集成，高效低耗，高自适应性的要求。这样既满足工艺的要求，最后也可获得显著的综合节能效果。

现有加温器普遍面临热流密度与换热效率较低的问题，解决这些问题关键在于增加换热面积、降低流动阻力、提高换热介质温差及对流换热系数等，相同体积的情况下，传统换热结构已无法满足现实需要，基于以上背景技术和试验研究，本发明提出一种换热装置。

发明内容

本发明的目的在于解决现有余热利用换热装置换热效率低、重量大、占据体积大、耐高温性能差的问题，提出一种结构紧凑、耐高温、功率密度大、换热效率高的换热装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种燃烧余热利用换热装置，包括换热芯体，所述换热芯体设置在废气烟道内，所述换热芯体包括圆管，所述圆管垂至于废气流动方向布置，所述圆管内间隔设置多个分散换热结构，沿着圆管内流体的流动方向，圆管内设置多个分散换热结构，从圆管的入口到圆管的出口，分散换热结构的长度越来越长。

作为优选，从圆管的入口到圆管的出口，分散换热结构长度越来越长的幅度不断增加。

作为优选，所述换热装置包括换热芯体前支撑体和换热芯体后支撑体，所述换热芯体、前支撑体和后支撑体设置在废气烟道内，所述前支撑体和后芯体支撑体分别位于换热芯体两端，与换热芯体共同形成换热装置的气侧通道。

作为优选，圆管具有多排，每排含多根圆管，相邻两排圆管交错分布。

作为优选，相邻圆管的圆心之间的间距为圆管外径的1.1-1.3倍，圆管外径为相邻两根换热管外径的平均值。

作为优选，沿着废气流动方向，后一排圆管的直径是相邻前排圆管直径的0.93-0.98倍。