一種煤氣冷凝水換熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種換熱器，具體地說是一種應(yīng)用在煤化工行業(yè)中對(duì)高壓、高溫、含塵的合成氣冷卻的煤氣冷凝水換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]我國對(duì)環(huán)境的保護(hù)日益重視，尤其是對(duì)水的污染，國家投入了大量的資金進(jìn)行治理。煤炭在我國是一種不可替代的能源，不僅儲(chǔ)量大，而且品質(zhì)也高。我國為了保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源，已經(jīng)明令禁止把煤炭作為直接燃料進(jìn)行燃燒。國家大力提倡發(fā)展煤制氣的工藝，用煤氣發(fā)生器把煤炭進(jìn)行一系列氧化還原反應(yīng)，使煤炭由固體變成氣體作為燃料，即所說的煤氣，已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。
[0003]在煤化工行業(yè)中，生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生廢棄水，該廢棄水直接排放到自然中容易造成環(huán)境污染，而通過將該廢棄水進(jìn)行換熱蒸發(fā)形成水蒸汽被工廠其它生產(chǎn)單元再利用，則會(huì)減小此種情況。目前的管殼式換熱器是一種較為成熟的工業(yè)設(shè)備，在煤化工行業(yè)中也普遍應(yīng)用，但存在單位容積有效換熱面積系數(shù)不高，高溫氣體條件下由于熱膨脹形成應(yīng)力使得結(jié)構(gòu)復(fù)雜等不利因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種煤氣冷凝水換熱器，通過簡(jiǎn)化換熱面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，明顯提高單位容積內(nèi)有效換熱面積系數(shù)，縮小換熱裝置尺寸。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:
[0006]一種煤氣冷凝水換熱器，包括外殼，所述外殼內(nèi)設(shè)有換熱器組件，該換熱器組件包括相互獨(dú)立且不相連通的水流腔室和熱氣通道，水流腔室上設(shè)有進(jìn)水側(cè)和出水側(cè)，外殼上沿徑向方向設(shè)有與水流腔室相通的進(jìn)水口和出水口，外殼上沿軸向方向設(shè)有與熱氣通道相通的進(jìn)氣口和出氣口，熱氣通道與水流腔室的外表面相通。
[0007]所述外殼內(nèi)設(shè)有進(jìn)水分配區(qū)及水導(dǎo)向管，該水導(dǎo)向管位于進(jìn)水分配區(qū)內(nèi)且與進(jìn)水口連接。
[0008]所述外殼內(nèi)設(shè)有與出水口相通的蒸汽匯集區(qū)。
[0009]所述水流腔室為一長(zhǎng)方體器件，該長(zhǎng)方體器件的頂端和底面由長(zhǎng)條板封閉安裝，該長(zhǎng)方體器件的前側(cè)面和后側(cè)面由長(zhǎng)方形金屬板封閉安裝，使水流腔室的左側(cè)端和右側(cè)端形成開口不封閉的進(jìn)水側(cè)和出水側(cè)。
[0010]所述水流腔室至少設(shè)置兩個(gè)，該水流腔室在外殼內(nèi)間隔平行排列分布，相鄰水流腔室的左側(cè)和右側(cè)開口采用金屬板條進(jìn)行封閉且頂端面和底面保持開口狀，該相鄰水流腔室之間的空間為熱氣通道，該相鄰水流腔室之間的空間的頂端面和底面為該熱氣通道的熱氣進(jìn)口和熱氣出口。
[0011]所述熱氣通道內(nèi)沿軸線方向還設(shè)置有隔板。
[0012]所述進(jìn)水分配區(qū)為一分配箱，該分配箱與水流腔室的進(jìn)水側(cè)貼合安裝，且分配箱上對(duì)應(yīng)水流腔室的進(jìn)水側(cè)的位置開設(shè)有供水流通的開口。
[0013]所述水流腔室的外周上設(shè)有環(huán)形支撐圈，外殼內(nèi)壁設(shè)有環(huán)形支撐件，環(huán)形支撐圈卡裝在該環(huán)形支撐件上形成水流腔室與外殼間的固定密封。
[0014]本實(shí)用新型采用平板型水汽/熱氣體換熱結(jié)構(gòu)，采用單端支撐，簡(jiǎn)化換熱面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，直接利用水流腔室的側(cè)壁作為熱氣通道的內(nèi)壁，明顯提高單位容積有效換熱面積系數(shù)，縮小換熱裝置尺寸。適用于高、中溫?zé)釟怏w包括含塵氣體(如高壓含塵合成氣)的冷卻，對(duì)水汽和熱氣體兩側(cè)壓力接近的操作條件更加有利。
【附圖說明】
[0015]附圖1為本實(shí)用新型俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]附圖2為附圖1中A-A向結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]附圖3為附圖1中B-B向結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]附圖4為附圖1中B-B向的另一實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]附圖5為本實(shí)用新型中水流腔室與熱氣通道組合的透視示意圖；
[0020]附圖6為本實(shí)用新型水流腔室的立體透視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]附圖7為本實(shí)用新型熱氣通道的立體透視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0023]如附圖1?7所示，一種煤氣冷凝水換熱器，包括外殼1，該外殼內(nèi)I設(shè)有換熱器組件，該換熱器組件包括相互獨(dú)立且不相連通的水流腔室2和熱氣通道7，水流腔室2上設(shè)有進(jìn)水側(cè)21和出水側(cè)22，外殼I上沿徑向方向設(shè)有與水流腔室2相通的進(jìn)水口 5和出水口9，外殼I上沿軸向方向設(shè)有與熱氣通道7相通的進(jìn)氣口 110和出氣口 11，熱氣通道7與水流腔室2的外表面相通，從而使得水流腔室的側(cè)壁即為換熱面。外殼I內(nèi)設(shè)有進(jìn)水分配區(qū)4及水導(dǎo)向管6，該水導(dǎo)向管6位于進(jìn)水分配區(qū)4內(nèi)且與進(jìn)水口 5連接，煤氣冷凝水從外殼I的進(jìn)水口 5進(jìn)并經(jīng)水導(dǎo)向管6排入進(jìn)水分配區(qū)4內(nèi)，再進(jìn)入到水流腔室2中。外殼I內(nèi)設(shè)有與出水口 9相通的蒸汽匯集區(qū)8，經(jīng)過水流腔室2的水經(jīng)換熱后會(huì)先排出到蒸汽匯集區(qū)8。其中對(duì)于外殼上進(jìn)水口和出水口的設(shè)置，可以設(shè)置在與進(jìn)水分配區(qū)所在的區(qū)域位置內(nèi)，如附圖3所示，也可以將進(jìn)水口和出不口設(shè)置在進(jìn)水分配區(qū)的上方位置，如附圖4所示。
[0024]所述水流腔室2為一長(zhǎng)方體器件，該長(zhǎng)方體器件的頂端和底面由長(zhǎng)條板封閉安裝，該長(zhǎng)方體器件的前側(cè)面和后側(cè)面由長(zhǎng)方形金屬板封閉安裝，使水流腔室的左側(cè)端和右側(cè)端形成開口不封閉的進(jìn)水側(cè)和出水側(cè)。即水流腔室呈一個(gè)薄型長(zhǎng)方體，并且該長(zhǎng)方體的左右對(duì)稱兩個(gè)側(cè)面為開口未封閉，而其他四個(gè)側(cè)面則用金屬板進(jìn)行封閉安裝，由于水流腔室整體顯得較為薄，因此為平板式。水從進(jìn)水流腔室的進(jìn)水側(cè)進(jìn)入再經(jīng)出水側(cè)排出。水流腔室至少設(shè)置兩個(gè)，該水流腔室在外殼內(nèi)間隔平行排列分布，相鄰水流腔室的左側(cè)和右側(cè)開口采用金屬板條進(jìn)行封閉且頂端面和底面保持開口狀，該相鄰水流腔室之間的空間為熱氣通道，該相鄰水流腔室之間的空間的頂端面和底面為該熱氣通道的熱氣進(jìn)口 71和熱氣出口 72。相鄰的水流腔室之間的間隙空間就是熱氣通道，相鄰的水流腔室形成一個(gè)具有四個(gè)側(cè)面都開口，此時(shí)將左右方向的兩個(gè)側(cè)面用金屬板進(jìn)行封閉安裝，使得頂面和底面兩個(gè)側(cè)面保持開口不封閉，使熱氣從頂面開口進(jìn)入并經(jīng)底面開口排出。
[0025]此外，熱氣通道7內(nèi)沿軸線方向還設(shè)置有隔板14，該隔板既起到保持換熱面之間間距的重要，也增加熱氣體一側(cè)從熱氣體中吸收熱量的面積，提高有效換熱面積。進(jìn)水分配區(qū)為一分配箱，該分配箱與水流腔室的進(jìn)水側(cè)貼合安裝，且分配箱上對(duì)應(yīng)水流腔室的進(jìn)水側(cè)的位置開設(shè)有供水流通的開口。蒸汽匯集區(qū)可以為一個(gè)箱體，該蒸汽匯集區(qū)與水流腔室的出水側(cè)貼裝，并且與外殼的出水口相通。水導(dǎo)向管在進(jìn)水分配區(qū)內(nèi)的具體設(shè)置，可以由上往下延伸并進(jìn)行一定的彎折。
[0026]水流腔室2的外周上設(shè)有環(huán)形支撐圈13，外殼內(nèi)壁設(shè)有環(huán)形支撐件12，環(huán)形支撐圈13卡裝在該環(huán)形支撐件12上形成水流腔室與外殼間的固定密封，使得水流腔室2和熱氣通道7組成的換熱組件穩(wěn)固地安裝在外殼內(nèi)。并且在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候，在外殼的熱氣入口處可采用耐火材料形成氣體入口分隔，以保護(hù)熱氣體進(jìn)口端面，不易損壞。
[0027]加工過程中產(chǎn)生的煤氣冷凝水從外殼的進(jìn)水口進(jìn)入到水導(dǎo)向管中，再流到進(jìn)水分配區(qū)內(nèi)，然后進(jìn)水分配區(qū)內(nèi)的冷凝水流向各個(gè)水流腔室中。熱氣則由外殼上的進(jìn)氣口進(jìn)入到熱氣通道內(nèi)，從而使得水流腔室的側(cè)壁發(fā)熱，水流腔室內(nèi)的水與該熱氣進(jìn)行換熱，從而吸收熱量變成水蒸汽，該水蒸汽再從水流腔室的出水側(cè)排到蒸汽匯集區(qū)，最后再統(tǒng)一從外殼的出水/汽口排出。而換熱過后的熱氣溫度下降，從外殼的出氣口排出。實(shí)現(xiàn)與冷凝水的換熱，并且整個(gè)換熱組件呈平板型水汽/熱氣體換熱結(jié)構(gòu)，單端主支撐，另一端可自由熱膨脹，簡(jiǎn)化換熱面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，明顯提高單位容積有效換熱面積系數(shù)，縮小換熱裝置尺寸，尤其適用于高、中溫?zé)釟怏w包括含塵氣體(如高壓含塵合成氣)的冷卻，對(duì)水汽和熱氣體兩側(cè)壓力接近的操作條件更加有利。
[0028]需要說明的是，以上所述并非是對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案的限定，在不脫離本實(shí)用新型的創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，任何顯而易見的替換均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種煤氣冷凝水換熱器，包括外殼，其特征在于，所述外殼內(nèi)設(shè)有換熱器組件，該換熱器組件包括相互獨(dú)立且不相連通的水流腔室和熱氣通道，水流腔室上設(shè)有進(jìn)水側(cè)和出水側(cè)，外殼上沿徑向方向設(shè)有與水流腔室相通的進(jìn)水口和出水口，外殼上沿軸向方向設(shè)有與熱氣通道相通的進(jìn)氣口和出氣口，熱氣通道與水流腔室的外表面相通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣冷凝水換熱器，其特征在于，所述外殼內(nèi)設(shè)有進(jìn)水分配區(qū)及水導(dǎo)向管，該水導(dǎo)向管位于進(jìn)水分配區(qū)內(nèi)且與進(jìn)水口連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤氣冷凝水換熱器，其特征在于，所述外殼內(nèi)設(shè)有與出水口相通的蒸汽匯集區(qū)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的煤氣冷凝水換熱器，其特征在于，所述水流腔室為一長(zhǎng)方體器件，該長(zhǎng)方體器件的頂端和底面由長(zhǎng)條板封閉安裝，該長(zhǎng)方體器件的前側(cè)面和后側(cè)面由長(zhǎng)方形金屬板封閉安裝，使水流腔室的左側(cè)端和右側(cè)端形成開口不封閉的進(jìn)水側(cè)和出水側(cè)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤氣冷凝水換熱器，其特征在于，所述水流腔室至少設(shè)置兩個(gè)，該水流腔室在外殼內(nèi)間隔平行排列分布，相鄰水流腔室的左側(cè)和右側(cè)開口采用金屬板條進(jìn)行封閉且頂端面和底面保持開口狀，該相鄰水流腔室之間的空間為熱氣通道，該相鄰水流腔室之間的空間的頂端面和底面為該熱氣通道的熱氣進(jìn)口和熱氣出口。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤氣冷凝水換熱器，其特征在于，所述熱氣通道內(nèi)沿軸線方向還設(shè)置有隔板。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤氣冷凝水換熱器，其特征在于，所述進(jìn)水分配區(qū)為一分配箱，該分配箱與水流腔室的進(jìn)水側(cè)貼合安裝，且分配箱上對(duì)應(yīng)水流腔室的進(jìn)水側(cè)的位置開設(shè)有供水流通的開口。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煤氣冷凝水換熱器，其特征在于，所述水流腔室的外周上設(shè)有環(huán)形支撐圈，外殼內(nèi)壁設(shè)有環(huán)形支撐件，環(huán)形支撐圈卡裝在該環(huán)形支撐件上形成水流腔室與外殼間的固定密封。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種煤氣冷凝水換熱器，包括外殼，所述外殼內(nèi)設(shè)有換熱器組件，該換熱器組件包括相互獨(dú)立且不相連通的水流腔室和熱氣通道，水流腔室上設(shè)有進(jìn)水側(cè)和出水側(cè)，外殼上沿徑向方向設(shè)有與水流腔室相通的進(jìn)水口和出水口，外殼上沿軸向方向設(shè)有與熱氣通道相通的進(jìn)氣口和出氣口，熱氣通道與水流腔室的外表面相通。本實(shí)用新型成平板狀，單端支撐，適用于高、中溫?zé)釟怏w包括含塵氣體（如高壓含塵合成氣）的冷卻，對(duì)水汽和熱氣體兩側(cè)壓力接近的操作條件更加有利。
【IPC分類】F28D9/00, F28F9/02
【公開號(hào)】CN204854424
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520286322
【發(fā)明人】彭萬旺, 楊寶友
【申請(qǐng)人】彭萬旺
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年5月6日