一种低温余热发电换热装置的制作方法

1.本实用新型涉及低温发电技术领域，特别涉及一种低温余热发电换热装置。


背景技术：

2.低温余热发电机组是将温度为150℃左右低品位的热能转化成高品位的电能的装置。用于解决在化工、石化等行业存在的余热直接排放问题，但由于工艺路线不同，热源形式多种多样，且往往不能够混合，以免影响正常的工艺生产。
3.授权公告号为cn 206694085 u的中国专利公开了一种用于双流体的低温余热发电装置，包括蒸发器、螺杆膨胀机、发电机、蒸发式冷凝器、工质泵，所述蒸发器的前封头和后封头分别和管体连接，隔板将管体内的换热管分成4个通道，所述的换热管可允许两种不同形式的热流体通过，且两种热流体不会相互混合；可以解决目前化工、石化等行业各种流体热源不能够混合，且直接排放造成的能源浪费问题；但是其采用的换热管采用列管式布置，长时间的使用低温流体中杂质会沉淀堵塞换热管，清洗非常困难。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种低温余热发电换热装置，在保证换热效率的基础上，打开端盖即可进行清洗，结构简单，便于清洗，有效的解决了上述背景技术中提出的问题。
5.本实用新型采用的技术方案如下：一种低温余热发电换热装置，包括外壳体，所述外壳体为两端面贯通的管状结构，且外壳体的两端开口为凸缘，在凸缘上每隔45
°
加工有螺纹孔，在外壳体内等距设有多个结构相同的内壳体，使得内壳体与内壳体或内壳体与外壳体之间形成多个流体空腔，在流体空腔内设有隔板，隔板的布置形式可以为竖板、横板、斜板、螺旋板中的一种，在隔板上加工有用于流体热源流动的通孔，所述外壳体的开口通过紧固螺栓固定有端盖，且端盖同时封闭内壳体的开口且均通过紧固螺栓固定，位于外壳体上方的端盖表面焊接有与流体空腔连通的进液管，且进液管的自由端为法兰盘结构，位于外壳体下方的端盖表面焊接有与流体空腔连通的出液管，且出液管的自由端为法兰盘结构，换热过程：向一进液管注入换热介质，向另一进液管注入蒸汽流体热源，在隔板的作用下增大了换热面积，完成热量交换的换热介质与蒸汽流体热源从对应的出液管排出，两者不混合，确保正常的工艺生产，需要清洗时，旋转紧固螺栓打开两侧的端盖即可进行清洗。
6.进一步，考虑到生产工艺中低温流体热源种类的复杂性，所述内壳体的数量至少为2个。
7.进一步，考虑到出液管接管时的便捷性，有必要使得本技术整体悬空，所述外壳体的侧壁每隔90
°
安装有支撑架，所述支撑架由设在外壳体侧壁的基座与设在基座底面的支腿组成，且支腿可以固定在厂区地面。
8.进一步，考虑到无死角清洗本技术，当隔板以横板的形式存在中间的隔板清洗困难，当隔板以斜板的形式存在结构复杂，施工难度大，当隔板以螺旋板的形式存在流速快，
换热效率低，且中部看不见位置容易清洗不彻底，由此所述隔板的结构为竖板。
9.优选的，考虑到隔板的布置对换热系数的影响，所述流体空腔内每层的隔板数量相同，具体每层设置8个隔板，且相邻流体空腔内的隔板位置错开。
10.优选的，考虑到通孔直径大小相同容易导致隔板分出的区域内不能完全注满，因此将隔板进一步优化为所述隔板的通孔直径从进液管到出液管逐渐变小。
11.优选的，考虑到注入的介质在流体空腔内流程较短导致的换热效率低的问题，所述隔板的侧壁自上而下焊接有多层卡棱，所述卡棱之间放置有扇形板，且扇形板与流体空腔的区域适配，其中位于每一层远端的扇形板端面加工有光孔，介质从进液管分别进入流体空腔内，经通孔流到光孔位置时，流到下一层，直到经最下层的通孔流到出液管位置排出。
12.优选的，考虑到安装的便捷性，所述扇形板的上端面设有吊耳。
13.优选的，考虑放置方式在压力较大时扇形板容易倾斜或者浮起，这样失去了扇形板安装的意义，取消卡棱的设置，所述扇形板的端面加工有圆孔，所述圆孔上穿有支撑杆，且支撑杆上设有用于扇形板定位的螺母，为了增加安装稳定性，所述支撑杆的两端螺纹连接有圆盘。
14.本实用新型的有益效果在于：本技术通过在外壳体与内壳体之间设置隔板，增大了换热面积，换热过程为向一进液管注入换热介质，向另一进液管注入蒸汽流体热源，二者在流动的过程中全程换热，且二者不混合，完成热量交换的换热介质与蒸汽流体热源从对应的出液管排出，确保正常的工艺生产，进一步通过设置端盖，确保需要清洗时，旋转紧固螺栓打开两侧的端盖即可进行清洗；本技术内壳体的数量至少为2个，可以适用两种以上的流体热源进行换热，优选的换热介质在两种流体热源之间流动；本技术通过设置支撑架，使得本技术整体悬空，放置稳定且便于出液管的接管；本技术隔板的结构为竖板，施工难度小，经济适用，换热面积大，换热效率高，可以实现无死角清洗；本技术通过对隔板位置的设置，使得每个区域的换热介质均可以与四个区域的流体热源进行换热，减少了换热温差，提高了换热系数；本技术通过设置扇形板，有效的增加了换热路径，提升了换热效率，配合支撑杆，避免使用中的扇形板产生移位，且扇形板位置可调，更加实用，进一步提升了拆装的便捷性；本技术设计合理，结构简单，安全可靠，经济适用，便于清洗，便于拆装，换热面积大，换热温差小，有效的提高了换热系数。
附图说明
15.图1为本实用新型的主视剖面结构示意图。
16.图2为本实用新型的爆炸结构示意图。
17.图3为隔板的俯视剖面结构示意图。
18.图4为实施例二中扇形板的剖面结构示意图。
19.图5为扇形板的立体结构示意图。
20.图6为实施例三扇形板的爆炸结构示意图。
21.图中：外壳体1、凸缘1.1、螺纹孔1.2、内壳体2、流体空腔3、隔板4、通孔4.1、端盖5、进液管6、出液管7、支撑架8、基座8.1、支腿8.2、卡棱9、扇形板10、光孔10.1、吊耳11、圆孔12、支撑杆13、螺母14、圆盘15。
具体实施方式
22.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍，以下所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。
23.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
24.实施例一
25.请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种低温余热发电换热装置，包括外壳体1，所述外壳体1为两端面贯通的管状结构，且外壳体1的两端开口为凸缘1.1，在凸缘1.1上每隔45
°
加工有螺纹孔1.2，在外壳体1内等距设有多个结构相同的内壳体2，使得内壳体2与内壳体2或内壳体2与外壳体1之间形成 流体空腔3，本实施例选择内壳体2的数量为两个，使得流体空腔3由内到外分为3层，鉴于流速较慢的蒸汽流体热源可以注入最内层的流体空腔3，鉴于流速较快的水流体热源可以注入最外层的流体空腔3，在中间层的流体空腔3注入换热介质，在流体空腔3内设有隔板4，隔板4的布置形式可以为竖板、横板、斜板、螺旋板中的一种，在隔板4上加工有用于流体热源流动的通孔4.1，所述外壳体1的开口通过紧固螺栓固定有端盖5，且端盖5同时封闭内壳体2的开口且均通过紧固螺栓固定，位于外壳体1上方的端盖5表面焊接有与流体空腔3连通的进液管6，进液管6的数量为3个，且进液管6的自由端为法兰盘结构，位于外壳体1下方的端盖5表面焊接有与流体空腔3连通的出液管7，出液管7的数量为3个，且出液管7的自由端为法兰盘结构，换热过程：向位于中间的进液管6注入换热介质，向位于内侧的进液管6注入蒸汽流体热源，向位于外侧的进液管6注入水流体热源，在隔板4的作用下增大了换热面积，减小换热温差和提高热流体的换热系数，完成热量交换的换热介质从中间的出液管7排出，蒸汽流体热源从内侧的出液管7排出，水流体热源从外侧的出液管7排出，三者不混合，确保正常的工艺生产，需要清洗时，旋转紧固螺栓打开两侧的端盖5即可进行清洗。
26.在具体设置上述内壳体2时，考虑到生产工艺中低温流体热源种类的复杂性，所述内壳体2的数量至少为2个，可以适用两种以上的流体热源进行换热，优选的换热介质在两种流体热源之间流动。
27.在具体设置上述支撑架8时，考虑到出液管7接管时的便捷性，有必要使得本技术整体悬空，所述外壳体1的侧壁每隔90
°
安装有支撑架8，所述支撑架8由设在外壳体1侧壁的基座8.1与设在基座8.1底面的支腿8.2组成，且支腿8.2可以固定在厂区地面，放置稳定且便于出液管7的接管。
28.在具体设置上述隔板4时，考虑到无死角清洗本技术，当隔板4以横板的形式存在中间的隔板4清洗困难，当隔板4以斜板的形式存在结构复杂，施工难度大，当隔板4以螺旋板的形式存在流速快，换热效率低，且中部看不见位置容易清洗不彻底，由此所述隔板4的结构为竖板，施工难度小，经济适用，换热面积大，换热效率高。
29.如图3所示，优选的，在具体设置上述隔板4时，考虑到隔板4的布置对换热系数的影响，所述流体空腔3内每层的隔板4数量相同，具体每层设置8个隔板4，且相邻流体空腔3内的隔板4位置错开，使得每个区域的换热介质均可以与四个区域的流体热源进行换热，减
少了换热温差，提高了换热系数。
30.如图3所示，优选的，在具体设置上述隔板4时，考虑到通孔4.1直径大小相同容易导致隔板4分出的区域内不能完全注满，因此将隔板4进一步优化为所述隔板4的通孔4.1直径从进液管6到出液管7逐渐变小，在保证隔板4的通孔4.1正常通过流体热源的同时流体空腔3被完全充满，进一步减小了换热温差，保证了换热效率。
31.实施例二
32.如图4-5所示，本实施例主要针对隔板进行了设置，考虑到注入的介质在流体空腔3内流程较短导致的换热效率低的问题，所述隔板4的侧壁自上而下焊接有多层卡棱9，所述卡棱9之间放置有扇形板10，且扇形板10与流体空腔3的区域适配，其中位于每一层远端的扇形板10端面加工有光孔10.1，介质从进液管6分别进入流体空腔3内，经通孔4.1流到光孔10.1位置时，流到下一层，直到经最下层的通孔4.1流到出液管7位置排出，有效的增加了换热路径，提升了换热效率。
33.优选的，在具体设置上述扇形板10时，考虑到安装的便捷性，所述扇形板10的上端面设有吊耳11，便于拆装扇形板10。
34.实施例三
35.如图6所示，本实施例主要针对扇形板进行了设置，考虑放置方式在压力较大时扇形板10容易倾斜或者浮起，这样失去了扇形板10安装的意义，取消卡棱9的设置，所述扇形板10的端面加工有圆孔12，所述圆孔12上穿有支撑杆13，且支撑杆13上设有用于扇形板10定位的螺母14，为了增加安装稳定性，所述支撑杆13的两端螺纹连接有圆盘15，避免使用中的扇形板10产生移位，且扇形板10位置可调，更加实用，进一步提升了拆装的便捷性。
36.应用场景及工作原理：单晶硅生产领域，为了对单晶炉进行冷却需要使用大量的水，在冷却过程中产生了水和蒸汽两种低温流体热源，可以将两种流体热源注入本技术进行低温发电，具体的：向位于中间的进液管6注入换热介质，向位于内侧的进液管6注入蒸汽流体热源，向位于外侧的进液管6注入水流体热源，各介质从进液管6分别进入流体空腔3内，经隔板4的通孔4.1流到扇形板10的光孔10.1位置时，流到下一层，有效的增加了换热路径，在隔板4与扇形板10的作用下增大了换热面积，使得每个区域的换热介质均可以与四个区域的流体热源进行换热，减小换热温差和提高热流体的换热系数，完成热量交换的换热介质从中间的出液管7排出，蒸汽流体热源从内侧的出液管7排出，水流体热源从外侧的出液管7排出，三者不混合，确保正常的工艺生产，需要清洗时，旋转紧固螺栓打开两侧的端盖5，取出扇形板10即可进行清洗；本技术设计合理，结构简单，安全可靠，经济适用，便于清洗，便于拆装，换热面积大，换热温差小，有效的提高了换热系数。
37.尽管参照前述实例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行和修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。