[实用新型]一种蒸发‑冷却解耦型换热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种换热设备，尤其涉及一种蒸发-冷却解耦型换热装置，可广泛用于化工、能源、轻工业等领域的冷却用换热装置。

背景技术

我国传统能源产业不断从粗放型向集约型发展，实施创新驱动发展战略，不断实现用能设施技术升级，进一步强调了对化石能源的清洁、高效利用。在这个背景下，传统能源、化工领域的唯一出路是淘汰陈旧落后设备，并通过科技创新开发出高性能指标的换热装置，以降低我国能源、资源消耗。因此，在大型轻油改质、工艺分馏、废气余热利用、烟气净化等方面需进行用能装置革新。同时，我国的水资源短缺、水污染严重、水资源利用率低且被严重浪费等问题仍旧严重。其中，能源、化工对水问题的影响越发凸现，水资源的利用和保护显得越发重要，所以传统的换热设备如开式水冷换热装置在不断遭到淘汰，企业更倾向选择紧凑式、高能效和清洁型的换热装置，并降低对水资源浪费。当前阶段的替代方案可归结为两种：一是采用直接空冷技术或管壳式换热器与冷却塔组合的闭式循环系统；二是利用湿式空冷技术。方案一主要将闭式循环系统导出的废热经由干式空冷塔导出到大气中，但其应用条件受大气环境限制，如在南方环境温度较高的地区，该技术方案经济性较差；与方案一相比，方案二能有效降低投资成本40％以上，但传统湿式空冷技术的缺点是：循环水量大，泵和风机功耗多，同时存在雾化喷淋装置易于堵塞、老化，维修频繁等问题。

换热装置是热能利用的核心部件，为了增加对环境保护和强化资源优化配置，我国对换热装置的升级改造需求强烈，尤其在我国能源产业的结构升级中，对节能、环保、清洁越来越重视，要实现制造业和化工生产业稳健发展，则离不开换热装置的技术升级。

实用新型内容

针对现有技术中冷却装置的换热效率低、运行费用高等缺点，本实用新型提出一种蒸发-冷却解耦型换热装置，一方面将换热性能较低的蒸发和冷却过程进行解耦，达到深度冷却，实现高效蒸发换热，另一方面减少用水量和蒸发冷却装置的运行功耗。

本实用新型的技术方案如下：

一种蒸发-冷却解耦型换热装置，其特征在于：该装置包括布水总管、多根布水支管、多根换热管、料网、集水箱、集水槽、循环水箱、水泵和引风机；所述的布水总管和多根布水支管水平布置，每根布水支管的一端嵌入到布水总管内，每根布水支管的底部开有一排侧壁小孔，在每个侧壁小孔上嵌有溢流管，在溢流管的下部水平布置至少两排换热管，且在竖直方向上相邻换热管之间通过料网连接，形成多排多列的换热管组，最下排换热管底部的料网与集水箱相连通；在集水箱下部设有集水槽，该集水槽通过疏水管与循环水箱连接，在所述的疏水管上配有疏水阀，所述循环水箱通过供水管和水泵与布水总管的入口连接；所述引风机设置在换热管组一侧。

本实用新型的另一技术特征是：在所述引风机与换热管组之间设置折流板。

本实用新型的又一技术特征是：该装置还包括液封溢流管，液封溢流管的一端与集水槽的侧壁相连，液封溢流管的另一端与循环水箱相连。

优选地，所述相邻换热管在竖直方向的间距为3cm-50cm。

优选地，在所述的集水箱的底部配有集水箱排污管和集水箱排污阀。

本实用新型所述的溢流管由扩展管段和直管段组成，直管段的直径为2mm-25mm；扩展管段的扩展角为10-70°，在所述的直管段上布置连通孔。

本实用新型所述的料网由料网骨架和由料网丝编织而成的筛网芯组成，筛网芯为竖条料网、矩形料网或菱形料网，筛网芯的网孔水力直径范围为3mm-30mm。

本实用新型所述的换热管为圆管、扁管、铝带管或椭圆管。

本实用新型的技术特征还在于：在水泵和布水总管入口之间的供水管上配有泵前阀、压力表、流量计、温度计和泵后阀。在所述的循环水箱底部安装有液位计和循环水箱排污管，在循环水箱排污管上设有循环水箱排污阀。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及突出性的而技术效果：(1)与传统蒸发冷却技术相比，本实用新型将蒸发冷却进行了解耦，通过独立的蒸发过程，实现了水膜的深度过冷，有效地改善了冷却热媒的能力，提高了装置的换热性能；(2)为强化换热，传统的列管式换热器选择阻力较大的错排布置换热管方式，本实用新型可优选顺排布置换热管方案且在同负荷下采用低流速气流，降低了空气的流动阻力及风机功耗；(3)与传统的竖向的降膜流动相比，本实用新型采用气流水平流动且流速较低、水膜竖直重力流动的技术方案，有效地降低了循环水的流动阻力，降低了泵功耗。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种蒸发-冷却解耦型换热装置的结构原理示意图。