[发明专利]基于串并联结合调节的显热蓄热换热管路连接结构和方法

权利要求书

1.基于串并联结合调节的显热蓄热换热管路连接结构，其特征在于，包括：

主管路，其嵌于蓄热体的中央部位；

并联支路，其嵌于所述蓄热体内并位于所述主管路的两侧；

其中，所述主管路与若干个所述并联支路的入口连通设置，所述主管路的出口设有主管路常开出口阀，所述并联支路与所述主管路连通的入口处设置有并联支路常闭入口阀，所述并联支路的出口设有并联支路常开出口阀，当仅开启所述主管路换热时，所述主管路常开出口阀开启，而所述并联支路常闭入口阀关闭，当需要开启所述并联支路时，所述并联支路常闭入口阀开启，而所述主管路常开出口阀关闭。

2.如权利要求1所述的基于串并联结合调节的显热蓄热换热管路连接结构，其特征在于，所述并联支路包括：

单级串联支路；

多级串联支路，所述多级串联管路包括多级顺次连通的串联管路，所述串联管路具有串联管路常闭入口阀；

所述主管路与所述单级串联支路、多级串联支路各自分别连通。

3.如权利要求1所述的基于串并联结合调节的显热蓄热换热管路连接结构，其特征在于，还包括：

出口联箱，所述主管路的出口通过所述主管路常开出口阀与所述出口联箱连通，所述并联支路的出口也与所述出口联箱连通。

4.如权利要求2所述的基于串并联结合调节的显热蓄热换热管路连接结构，其特征在于，还包括：

子联箱，其设置于所述多级串联支路中的所述串联管路的出口与所述串联管路常开出口阀之间，所述子联箱的入口与所述串联管路连通，所述子联箱的出口与所述串联管路常开出口阀连通。

5.利用如权利要求1所述的基于串并联结合调节的显热蓄热换热管路连接结构的换热方法，其特征在于，包括如下步骤：

将换热器进出口流体的设计焓差计为ΔH，设计出口水温在每个工作阶段的波动范围为±ΔT，对应的蒸汽焓差波动范围为±ΔH'，

首先开启主管路换热，主管路出口的主管路常开出口阀开启，而并联支路入口的并联支路常闭入口阀均关闭，所述主管路中的换热过程满足如下：

式中，为主管路总平均换热系数，A₀为主管路的换热面积，为蓄热体在当前工作温区的平均温度，为主管路1内流体平均温度，G为主管路1的流量，ΔH为换热器进出口流体的设计焓差；

当蓄热体的平均瞬时温度降低至该阶段换热面积无法满足出口温度要求，满足如下关系式时，开启并联支路这一换热管路：

同时关闭所述主管路常开出口阀，开启所述并联支路常闭入口阀。

6.如权利要求5所述的换热方法，单级串联支路的开启条件为：

当换热过程满足如下平衡式时，开启所述单级串联支路：

式中，为该阶段主管路平均换热系数，为该阶段主管路的工作流体平均瞬时温度，A₁为并联支路的换热面积，N为支管路并联数，为并联支路中单个支管路的平均换热系数，为并联支路中单个支管路的工作流体平均瞬时温度。

7.如权利要求5所述的换热方法，其特征在于，对于多级串联支路，开启第i级串联管路需关闭第i-1级的出口常开阀，打开第i级对应的入口常闭阀，

当该阶段换热过程满足如下平衡式时，开启所述多级串联支路：

式中，为开启第i级串联管路后的主管路的平均换热系数，为开启第i级串联管路后的主管路的工作流体平均瞬时温度，A_n为已开启串联支路中任意一级的换热面积，为已开启串联支路中任意一级支管路的平均换热系数，为已开启串联支路中任意一级支管路的工作流体平均瞬时温度；

当换热过程满足如下平衡式时，开启第i+1级串联管路

8.如权利要求5所述的换热方法，其特征在于，在整个显热蓄热换热器的换热过程中，换热管路内流体的换热形式为单相换热时，可以通过合理设计并联支路的管路直径、管路数量调整流体在并联支管路的Re。