一种与高温高压气体换热的装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103353102A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103353102103353102A(43)申请公布日2013.10.16(21)申请号201310308981.1(22)申请日2013.07.22(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区100084信箱82分箱清华大学专利办公室申请人北京一亚高科能源科技有限公司(72)发明人张衍国王友才熊东勇朱学艳李清海蒙爱红(74)专利代理机构北京鸿元知识产权代理有限公司11327代理人邸更岩(51)Int.Cl.F22B1/18(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图3页附图3页(54)发明名称一种与高温高压气体换热的装置(57)摘要一种与高温高压气体换热的装置，包括倒U型炉体，倒U形炉体包括倒U型炉体前段、倒U型炉体后段和弧形过渡结构三部分。所述的倒U型炉体前段内部沿热介质流向依次布置有高温过热器、低温过热器、蒸发器，所述的倒U型炉体后段内部布置有水高温加热器和水预热器，所述的倒U型炉体的外部设置减温器、锅筒和除氧器；倒U型炉体的前段采用为自然循环的膜式水冷壁，或强制循环的套筒式螺旋盘管水冷结构；倒U型炉体后段为承压耐高温的绝热壳体；弧形过渡结构通过其前端的可膨胀孔结构与倒U型炉体前段连接。本装置的优点在于用水冷结构代替绝热合金钢，节约了合金钢材料的用量，降低了成本，也进一步强化了换热效率。CN103353102ACN10352ACN103353102A权利要求书1/1页1.一种与高温高压气体换热的装置，其特征在于：所述装置包括倒U形炉体（1），倒U形炉体（1）由倒U形炉体前段（12）、倒U形炉体后段（15）和弧形过渡结构（16）三部分组成；所述的倒U形炉体前段（12）内部沿热介质流向依次布置有高温过热器（9）、低温过热器（7）、蒸发器（6），倒U形炉体后段内部沿热介质流向依次布置有水高温加热器（4）和水预热器（2）；所述的倒U形炉体（1）的外部设置减温器（8）、锅筒（5）和除氧器（3）；所述的减温器（8）分别通过管路与低温过热器（7）和高温过热器（9）相连；所述的锅筒（5）分别通过管路与水高温加热器（4）和蒸发器（6）连接；所述的除氧器（3）进口连接水预热器（2），除氧器出口连接水高温加热器（4）；倒U形炉体前段（12）采用自然循环的膜式水冷壁或强制循环的套筒式螺旋盘管水冷结构（14）；倒U形炉体后段（15）为承压耐高温的绝热壳体；倒U形炉体的前段（12）通过膨胀节结构（10）与所述弧形过渡结构（16）的前端连接。2.根据权利要求1所述的一种与高温高压气体换热的装置，其特征在于：所述的套筒式螺旋盘管水冷结构（14）由套筒（17）和至少一组螺旋盘管（18）组成；所述螺旋盘管（18）紧贴套筒内壁布置。3.根据权利要求2所述的一种与高温高压气体换热的装置，其特征在于：所述螺旋盘管（18）为两组以上时，螺旋盘管以同心圆方式布置，同心圆的最外一组螺旋盘管紧贴着套筒内壁布置。4.根据权利要求1、2或3所述的一种与高温高压气体换热的装置，其特征在于：所述的水预热器（2）、水高温加热器（4）、低温过热器（7）和高温过热器（9）均为蛇形翅片管组结构。2CN103353102A说明书1/4页一种与高温高压气体换热的装置技术领域[0001]本发明涉及一种与高温高压气体换热的装置，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[0002]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