流道式直熱機制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)給出一種流道式直熱機，利用廢熱水向冷水傳熱，它呈箱形，具體結(jié)構(gòu)主要包括：箱體、熱水噴管、熱水流道、冷水流道、除氣裝置、水封和排水裝置；廢熱水通過熱水進口，進入熱水噴管的直管段，再通過系列噴口，進入流道式直熱機第一級的熱水流道，在熱水流道傾斜面上流淌蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽，蒸汽在熱水流道上方的冷水流道的傳熱管外表面凝結(jié)放熱，流道式直熱機上下有多級，每一級有熱水流道和冷水流道，熱水流道內(nèi)設(shè)除氣裝置，上下熱水流道間設(shè)水封，排水裝置將箱體底部的蒸發(fā)剩余廢熱水有效排放，其特征在于：矩形長條狀的熱水流道的四個邊中，兩個長邊與地平面平行，兩個短邊與地平面傾斜。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及熱交換技術(shù)，特別是涉及流道式直熱機。
技術(shù)介紹
在我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，排放著大量的50_100°C的廢熱水，由于廢熱水含有雜質(zhì)，其熱能難以回收利用，都廢棄排放了。其中，鋼鐵企業(yè)的沖渣水，就是一個典型例子。我國已經(jīng)是鋼鐵生產(chǎn) 的大國，鋼鐵的年產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的40%。無論是煉鋼還是煉鐵，都要產(chǎn)生大量的爐渣。爐渣是和鋼鐵相伴隨生成，它是鋼鐵冶煉的副產(chǎn)品，又是一系列重要冶金反應(yīng)的基本條件，它直接參與鋼鐵冶煉過程的物理化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)傳熱過程，它不僅影響到鋼鐵產(chǎn)量、質(zhì)量，而且與原材料、能量的消耗都有密切的關(guān)系。鋼鐵冶金爐內(nèi)，產(chǎn)生1400-1500°C的高溫爐渣，經(jīng)渣口流出后，再經(jīng)渣溝進入沖渣流槽時，以一定的水量、水壓及流槽坡度，使水與熔渣流成一定的交角，熔渣受冷沖擊，炸裂成一定粒度的合格的水渣。渣水分離后，爐渣用作建筑材料；與高溫爐渣進行熱交換的沖渣水,進入沖洛水池。沖渣水池通常占地幾千平方米，沖渣水池上方熱汽騰空，沖渣水溫度常年保持在60-80°C，是一個巨大的潛在的熱能能源，如果能有效地加以利用，比如說利用沖渣水的熱能，冬天為居民區(qū)供暖，不僅可以為國家節(jié)約大量燃料，而且減少了碳排放，保護了環(huán)境。沖渣水的熱能回收利用問題，至今還沒有得到很好的解決。由于沖渣水反復(fù)使用，沖渣水中溶進了爐渣中含有的多種無機鹽和氧化物，形成了幾乎是飽和的鹽堿水溶液。當(dāng)爐渣受冷沖擊炸裂成水渣過程中,還有一部分細小的爐渣進入水中懸浮。經(jīng)實際檢測，沖渣水濁度為60-80mg/l。某供暖企業(yè)，通過間壁式換熱器，將沖渣水的熱量傳遞給循環(huán)水，利用循環(huán)水向居民區(qū)供暖。僅僅一個冬天，不到4個月的供暖時間，間壁式換熱器的沖渣水側(cè)，結(jié)垢達3-5厘米，垢層堅硬，風(fēng)化后變松散。經(jīng)分析后認為，沖渣水在換熱器內(nèi)結(jié)垢的成份為多種含結(jié)晶水的無機鹽，例如含結(jié)晶水的硅酸鹽。沖渣水堅硬的結(jié)晶水垢，使間壁式換熱器幾乎完全報廢。有人試圖有過濾器過濾沖渣水，以解決沖渣水在換熱器上結(jié)水垢問題。沖渣水是多種成分的鹽堿水，對于鹽堿水，過濾器完全沒有用。鹽堿水可以順利通過任何過濾器，而到了換熱器內(nèi)部，遇到冷的換熱器壁面，鹽堿水降溫，過飽和，立刻在冷壁面上結(jié)晶。鹽堿水溶液中，晶體形成的過程稱為結(jié)晶。結(jié)晶的方法一般有兩種:一種是蒸發(fā)溶劑法，它適用于溫度對溶解度影響不大的物質(zhì)。沿海地區(qū)生產(chǎn)曬鹽就是利用的這種方法。另一種是冷卻熱飽和溶液法，此法適用于溫度升高，溶解度也增加的物質(zhì)。如北方地區(qū)的鹽湖，夏天溫度高，湖面上無晶體出現(xiàn)；每到冬季，氣溫降低，石堿(Na2C03.10H20)、芒硝(Na2S04.10H20)等物質(zhì)就從鹽湖里析出來。沖渣水結(jié)垢，正是由于在換熱器壁面上，冷卻了鹽堿水熱飽和溶液，產(chǎn)生的結(jié)晶。在工農(nóng)業(yè)和人民生活中，排放各種各樣的污水，其中一部分是溫度為50-100°C廢熱水，例如沖渣水。由于廢熱水中含有的雜質(zhì)成分復(fù)雜，若利用通常的間壁式換熱器回收熱能，換熱器可能很快就被污染而不能正常工作。到目前為止，廢熱水熱能的回收問題，還沒有得到很好的解決。廢熱水換熱器與普通換熱器工作條件有很大的區(qū)別，普通換熱器的設(shè)計方法，使用經(jīng)驗，不能用于廢熱水換熱器。盡管普通換熱器的設(shè)計方法與制造工藝，都很成熟，但是，廢熱水換熱器科學(xué)設(shè)計方法，至今，還沒有很好解決。上述有關(guān)污水換熱器與鹽堿水結(jié)晶的
技術(shù)介紹
，在以下專著中有詳細描述:1、趙軍，戴傳山主編，地源熱泵技術(shù)與建筑節(jié)能應(yīng)用，北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009。2、(美)沙拉,塞庫利克著,程林譯，換熱器設(shè)計技術(shù),北京:機械工業(yè)出版社，2010。3、辛劍，王慧龍主編，高等無機化學(xué)，北京:高等教育出版時，2010。 4、何鳳嬌主編，無機化學(xué)，北京:科學(xué)出版社,2007。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了解決廢熱水熱能的回收問題，本專利技術(shù)給出一種流道式直熱機。一種流道式直熱機，利用廢熱水向冷水傳熱，它呈箱形，具體結(jié)構(gòu)主要包括:箱體、熱水噴管、熱水流道、冷水流道、除氣裝置、水封和排水裝置；廢熱水通過熱水進口，進入熱水噴管的直管段，再通過系列噴口，進入流道式直熱機第一級的熱水流道，在熱水流道傾斜面上流淌蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽，蒸汽在熱水流道上方的冷水流道的傳熱管外表面凝結(jié)放熱，流道式直熱機上下有多級，每一級有熱水流道和冷水流道，熱水流道內(nèi)設(shè)除氣裝置，上下熱水流道間設(shè)水封，排水裝置將箱體底部的蒸發(fā)剩余廢熱水有效排放，其特征在于:矩形長條狀的熱水流道的四個邊中，兩個長邊與地平面平行，兩個短邊與地平面傾斜。所述熱水噴管，它是廢熱水進入流道式直熱機的進水管，它由熱水進口、熱水噴口、直管段和封頭組成，廢熱水從熱水進口進入熱水噴管，隨即流入水平的直管段，直管段的長度與熱水流道的長度相當(dāng)，大約在2到4米之間，直管段的底部，沿直管段軸向，有2到4排熱水噴口，熱水噴口的孔徑為5到8毫米，熱水噴口的軸向間距為5厘米，直管段的末端封頭是封閉端。所述熱水流道,它的結(jié)構(gòu)包括:底板、箱體、管板和熱水返流口，熱水流道的底板為矩形長條形板，縱向上水平，橫向上傾斜，熱水流道的底板的左右兩個長側(cè)邊高低不同，高側(cè)邊緊貼箱體的一側(cè)內(nèi)側(cè)壁，低側(cè)邊與箱體另一側(cè)內(nèi)側(cè)壁有一段距離，其間為熱水返流口，熱水返流口的寬度為10厘米,熱水流道的底板的前后兩個短側(cè)邊,依附在前后管板上。所述冷水流道,它的結(jié)構(gòu)包括:冷水進口、冷水進口總管、傳熱管、彎管、冷水出口總管和冷水出口，冷水從下方的冷水進口進入冷水進口總管，然后穿過進口側(cè)的管板進入最下一排的冷水傳熱管，再通過另一側(cè)管板外的彎管進入上一排傳熱管，冷水傳熱管與熱水流道的閃蒸蒸汽換熱，冷水溫升，冷水逐級向上流動，最后流入冷水出口總管，再通過冷水出口流出。所述除氣裝置，它的結(jié)構(gòu)包括:直管段、抽氣孔、除氣總管和真空泵，除氣裝置的含有幾個抽氣孔的直管段深入到流道式直熱機中，位于冷水流道管束上方；直管段的另一端，穿過管板與除氣總管相接，除氣總管伸到直熱機外，與真空泵相連，利用真空泵連續(xù)不斷地抽取冷水流道管束上方積聚的空氣和少量蒸汽，然后排到大氣中。所述水封,它的結(jié)構(gòu)包括:進水口、下封板、上封板、出水口和箱體,水封用在熱水流道低端的返流口上，熱水從上一個熱水流道的末端，通過水封，流向下一個熱水流道，熱水在返流口處克服一個由水位建立的逆向壓力差，以保證上一個流道空間的壓力，高于下一個流道空間的壓力。所述排水裝置，它的結(jié)構(gòu)包括:箱體、出水口、出水管線、抽水泵和支架，流道式直熱機蒸發(fā)剩余廢熱水，流入箱體底部，通過出水口，經(jīng)過出水管線，利用抽水泵向外抽出，為防止抽水汽化，建立高位支架，提高箱體底部高度，加長出水管線長度，采用低轉(zhuǎn)速抽水泵，抽水泵置于地面。附圖說明圖1是本專利技術(shù)流道式直熱機實施例的熱水噴管結(jié)構(gòu)圖；圖2是本專利技術(shù)流道式直熱機實施例的熱水流道結(jié)構(gòu) 圖3是本專利技術(shù)流道式直熱機實施例的除氣裝置結(jié)構(gòu)圖；圖4是本專利技術(shù)流道式直熱機實施例的冷水流道結(jié)構(gòu)圖；圖5是本專利技術(shù)流道式直熱機實施例的水封結(jié)構(gòu)圖；圖6是本專利技術(shù)流道式直熱機實施例的排水裝置結(jié)構(gòu)圖；圖7是本專利技術(shù)流道式直熱機實施例的總體圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本專利技術(shù)作進一步詳細描述。圖1是本專利技術(shù)流道式直熱機實施例的熱水噴管結(jié)構(gòu)圖；本專利技術(shù)流道式直熱機實施例的熱水噴管100，它是廢熱水進入流道式直熱機的進水管。熱水噴管100由熱水進口 110、本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種流道式直熱機，利用廢熱水向冷水傳熱，它呈箱形，具體結(jié)構(gòu)主要包括：箱體、熱水噴管、熱水流道、冷水流道、除氣裝置、水封和排水裝置；廢熱水通過熱水進口，進入熱水噴管的直管段，再通過系列噴口，進入流道式直熱機第一級的熱水流道，在熱水流道傾斜面上流淌蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽，蒸汽在熱水流道上方的冷水流道的傳熱管外表面凝結(jié)放熱，流道式直熱機上下有多級，每一級有熱水流道和冷水流道，熱水流道內(nèi)設(shè)除氣裝置，上下熱水流道間設(shè)水封，排水裝置將箱體底部的蒸發(fā)剩余廢熱水有效排放，其特征在于：矩形長條狀的熱水流道的四個邊中，兩個長邊與地平面平行，兩個短邊與地平面傾斜。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種流道式直熱機，利用廢熱水向冷水傳熱，它呈箱形，具體結(jié)構(gòu)主要包括:箱體、熱水噴管、熱水流道、冷水流道、除氣裝置、水封和排水裝置；廢熱水通過熱水進口，進入熱水噴管的直管段，再通過系列噴口，進入流道式直熱機第一級的熱水流道，在熱水流道傾斜面上流淌蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽，蒸汽在熱水流道上方的冷水流道的傳熱管外表面凝結(jié)放熱，流道式直熱機上下有多級，每一級有熱水流道和冷水流道，熱水流道內(nèi)設(shè)除氣裝置，上下熱水流道間設(shè)水封，排水裝置將箱體底部的蒸發(fā)剩余廢熱水有效排放，其特征在于:矩形長條狀的熱水流道的四個邊中，兩個長邊與地平面平行，兩個短邊與地平面傾斜。2.按照權(quán)利要求1所述的流道式直熱機，其特征在于:所述熱水噴管，它是廢熱水進入流道式直熱機的進水管，它由熱水進口、熱水噴口、直管段和封頭組成，廢熱水從熱水進口進入熱水噴管，隨即流入水平的直管段，直管段的長度與熱水流道的長度相當(dāng)，大約在2到4米之間，直管段的底部，沿直管段軸向，有2到4排熱水噴口，熱水噴口的孔徑為5到8毫米，熱水噴口的軸向間距為5厘米，直管段的末端封頭是封閉端。3.按照權(quán)利要求1所述的流道式直熱機，其特征在于:所述熱水流道，它的結(jié)構(gòu)包括:底板、箱體、管板和熱水返流口，熱水流道的底板為矩形長條形板，縱向上水平，橫向上傾斜，熱水流道的底板的左右兩個長側(cè)邊高低不同，高側(cè)邊緊貼箱體的一側(cè)內(nèi)側(cè)壁，低側(cè)邊與箱體另一側(cè)內(nèi)側(cè)壁有一段距離，其間為熱水返流口，熱水返流口的寬度為10厘米，熱水流道的底板的前后兩個短側(cè)邊，依附在前后管板上。4.按照權(quán)利要求1...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：尚德敏，李金峰，李偉，
申請(專利權(quán))人：黑龍江省金永科技開發(fā)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：