[发明专利]一种用于减薄再生式冷凝换热器液膜厚度的传热元件

说明书

本发明公开了一种用于减薄再生式冷凝换热器液膜厚度的传热元件，该传热元件采用两块复合结构的第一波纹板和第二波纹板进行组合。第一波纹板上有倒置的双人字形波纹流道、第一竖直梯形波纹通道和第一竖直平板；第二波纹板上有双人字形波纹流道，第二竖直梯形波纹通道和第二竖直平板。第一波纹板和第二波纹板叠加，形成由两种不同传热通道单元组成的冷凝传热通道。当冷凝发生时，第一波纹板和第二波纹板同时加速冷凝液的排液速度，减薄了冷凝液膜的厚度，使再生式冷凝换热器冷凝换热能力得到进一步提升。本发明可以加速冷凝液的排出，减薄冷凝液膜厚度，强化冷凝传热，使再生式冷凝换热器的综合性能得到进一步提升。

技术领域

本发明属于换热器板片技术领域，具体涉及一种用于减薄再生式冷凝换热器液膜厚度的传热元件。

背景技术

燃气锅炉燃烧产生的烟气具有水蒸气含量高(体积分数接近20％)、热量多(含大量潜热)且SO_x、NO_x、CO₂、CO和飞灰等污染物低的特点。在燃气锅炉尾部加装冷凝式换热器不至于引起严重的低温腐蚀问题，可以回收烟气中的大量的水分和烟气余热。因此，冷凝式换热器在燃气锅炉余热回收改造项目中得到了广泛应用。

目前，普遍采用翅片管冷凝式换热器作为烟气降温取水的主要设备，但翅片管换热器存在换热效果差、换热器体积大和造价昂贵等问题。于是，为了能有效的对烟气进行降温收水和余热回收利用，一种新的再生式冷凝换热器被学者提出。再生式冷凝换热器的结构分为烟气分仓和空气分仓，分仓中布置密集的传热元件，以环境空气作为冷却介质。首先，传热元件先在烟气分仓从烟气中吸热，将烟气降温，湿烟气中的水蒸气在传热元件表面发生冷凝，顺着传热元件流下，由烟气分仓下设置的收水装置收集。然后，传热元件在空气分仓中将热量传给空气。最后，降温后的净烟气由烟囱排放，升温后的冷却空气被再次利用。

相比于传统的翅片管冷凝换热器，再生式冷凝换热器具有系统更加简单、冷源容易获得、换热效率更高、结构更加紧凑等优点。但是再生式冷凝换热器被提出后，并没有相应的适合再生式冷凝换热器的传热元件，若继续使用传统的再生式换热器的波纹板，虽然能对热湿气体的换热过程起到高效换热的作用，但换热过程产生的冷凝液将附在波纹板表面，不易排出，造成冷凝液膜的面积和厚度不断增大，冷凝传热的热阻增加，冷凝传热被减弱。这必然会影响再生式冷凝换热器综合性能的进一步提升和应用范围的进一步扩大。因此，提出一种适用于再生式冷凝换热器，并且能够加速冷凝液的排液速率的传热元件就显得尤为重要。

发明内容

本发明针对再生式冷凝换热器尚无相匹配的传热元件的问题，提供了一种用于减薄再生式冷凝换热器液膜厚度的传热元件。该传热元件可以加速冷凝液的排出，减薄冷凝液膜厚度，强化冷凝传热，使再生式冷凝换热器的综合性能得到进一步提升。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种用于减薄再生式冷凝换热器液膜厚度的传热元件，包括第一波纹板和第二波纹板；其中，

第一波纹板上有一系列倒置的双人字形波纹流道，在倒置的单人字形波纹流道的对称处增设具有单波峰单波谷的第一竖直梯形波纹通道以及在相邻两个倒置的双人字形波纹流道连接处增设第一竖直平板；

第二波纹板上有一系列双人字形波纹流道，在相邻两个人字形波纹流道连接处增设具有单波峰单波谷的第二竖直梯形波纹通道以及在单人字形波纹流道的对称处增设第二竖直平板；

第一竖直梯形波纹通道和第二竖直梯形波纹通道波高相同；

第一竖直梯形波纹通道，第二竖直梯形波纹通道的梯形上底宽度与第一竖直平板和第二竖直平板宽度相同，梯形下底宽度为上底宽度的1.1倍～1.5倍；

第一波纹板和第二波纹板周期性叠加在一起，形成密集的冷凝传热通道。

本发明进一步的改进在于，第一波纹板的波纹倾角为30°～50°。