一种换热组件及应用其的蒸汽发生器
阅读说明：本技术 一种换热组件及应用其的蒸汽发生器 (Heat exchange assembly and steam generator using same ) 是由 邵真 于 2021-07-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种换热组件及应用其的蒸汽发生器,换热组件包括炉体和燃烧筒,炉体包括多根盛水管、管板和挡板；燃烧筒侧部开设有第一烟气出口,炉体上开设有第二烟气出口,第一烟气出口和第二烟气出口分别位于燃烧筒轴向和径向的两侧,燃烧筒和炉体之间形成用于烟气流动的第一间隙。本发明的换热组件,通过将第一烟气出口和第二烟气出口分别开设于燃烧筒轴向和径向的两侧,使得烟气自燃烧筒内输出后需要绕着燃烧筒的周向在第一间隙和第二间隙内流动足够路程后才能够自第二烟气出口输出,延长了烟气的流动路径,从而增加了烟气与盛水管的换热面积和换热时间,极大的提高了热交换的效率。(The invention discloses a heat exchange assembly and a steam generator using the same, wherein the heat exchange assembly comprises a furnace body and a combustion barrel, the furnace body comprises a plurality of water containing pipes, a pipe plate and a baffle plate; a first flue gas outlet is formed in the side portion of the combustion cylinder, a second flue gas outlet is formed in the furnace body, the first flue gas outlet and the second flue gas outlet are respectively located on the two axial sides and the two radial sides of the combustion cylinder, and a first gap used for flue gas flowing is formed between the combustion cylinder and the furnace body. According to the heat exchange assembly, the first flue gas outlet and the second flue gas outlet are respectively arranged on the two axial sides and the two radial sides of the combustion cylinder, so that the flue gas can be output from the second flue gas outlet after being output from the combustion cylinder and flowing in the first gap and the second gap for enough distance around the circumferential direction of the combustion cylinder, the flow path of the flue gas is prolonged, the heat exchange area and the heat exchange time of the flue gas and the water containing pipe are increased, and the heat exchange efficiency is greatly improved.)
技术领域
本发明涉及一种换热组件及应用其的蒸汽发生器。
背景技术
蒸汽发生器是利用燃料或其他能源的热能把水加热并输出高温蒸汽的设备，其通常包括发生器本体、燃烧组件和换热组件，燃烧组件内燃料燃烧后产生的高温烟气进入换热组件并与换热组件内的蒸发器进行换热，使蒸发器内的水汽化并形成蒸汽输出，高温烟气在与蒸发器进行热交换后形成的尾气通过排烟口排出。
然而，现有的蒸汽发生器，一方面，高温烟气只能通过蒸发器外表面有限的面积与蒸发器内的水进行换热，换热面积较小，导致热交换不完全、换热效率较低；另一方面，将高温烟气与蒸发器进行热交换后形成的尾气直接排出，会导致尾气中残余的能量无法被利用，造成能源的极大浪费。
发明内容
本发明的一个目的是克服现有技术的不足，提供一种换热组件。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种换热组件，包括炉体、设于所述炉体内的用于容置高温烟气的燃烧筒，所述炉体包括多根绕着所述燃烧筒的周向排布的盛水管、两个分别连接于所述的多根盛水管两端的管板、连接于每相邻的两根所述盛水管之间的挡板；
所述燃烧筒侧部开设有第一烟气出口，所述炉体上开设有第二烟气出口，所述第一烟气出口和所述第二烟气出口分别位于所述燃烧筒轴向和径向的两侧，所述燃烧筒和所述炉体之间形成用于所述烟气流动的第一间隙。
优选地，所述燃烧筒与所述炉体相同轴设置且其两端分别与所述的两个管板相连接。
优选地，所述的多根盛水管两端分别插设于所述的两个管板中。
优选地，所述挡板包括第一板体和/或第二板体，组成所述炉体的至少两根相邻的所述盛水管之间未设有所述的第一板体或未设有所述的第二板体，未设有所述第一板体或未设有所述第二板体的所述两根盛水管之间形成所述的第二烟气出口。
优选地，所述炉体有多个，所述的多个炉体同轴设置且直径逐渐增大，每相邻的两个所述炉体上的所述第二烟气出口分别位于所述燃烧筒轴向和径向的两侧，每相邻的两个所述炉体之间形成用于所述烟气流动的第二间隙。
本发明的另一个目的是提供一种蒸汽发生器。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种蒸汽发生器，包括发生器本体、设于所述发生器本体上的进水单元、加热单元、出气单元以及排烟单元，所述蒸汽发生器还包括设于所述发生器本体内的如上所述的换热组件。
优选地，所述换热组件还包括两个分别围设于所述的两个管板周侧的围板，所述管板、所述围板和所述发生器本体内壁之间围合成一腔体，所述盛水管的两端管口分别与两个所述的腔体相连通，所述的两个腔体分别与所述进水单元和所述出气单元相连通，所述第二烟气出口与所述排烟单元相连通。
优选地，所述加热单元为燃烧器，所述的两个管板的其中一个上具有开口且所述开口与所述燃烧筒相连通，所述燃烧器的燃烧头穿过所述开口并插设于所述燃烧筒中。
优选地，所述排烟单元包括设于所述发生器本体上且与所述第二烟气出口相连通的排烟管、设于所述排烟管内且位于所述烟气的流动路径上的余热回收组件，所述余热回收组件包括筒体、开设于所述筒体上的进水口和出水口、设于所述筒体内的多根用于通入通出所述烟气的换热管、开设于所述筒体上且与所述的多根换热管相连通的进烟口和出烟口。
进一步优选地，所述的多根换热管包括第一换热管、绕着圆周方向排布于所述第一换热管周侧的多根第二换热管，其中，所述第一换热管与多根所述的第二换热管相平行且所述第一换热管的管径大于所述第二换热管的管径。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的换热组件，通过将第一烟气出口和第二烟气出口分别开设于燃烧筒轴向和径向的两侧，使得烟气自燃烧筒内输出后需要绕着燃烧筒的周向在第一间隙和第二间隙内流动足够路程后才能够自第二烟气出口输出，延长了烟气的流动路径，从而增加了烟气与盛水管的换热面积和换热时间，极大的提高了热交换的效率；同时应用该换热组件的蒸汽发生器还在其排烟管内设置余热回收组件，通过余热回收组件的设置，使得尾气中残余的能量能够被有效利用，杜绝了能源的浪费。
附图说明
附图1为本发明的具体实施例中的蒸汽发生器的立体结构示意图（不含余热回收组件）；
附图2为附图1中的换热组件的俯视示意图；
附图3为本发明的具体实施例中的蒸汽发生器的正视示意图（包含有余热回收组件）；
附图4为附图3中的余热回收组件的径向截面示意图。
图中：1、炉体；1a、盛水管；1b、管板；1c、挡板；1c1、第一板体；1c2、第二板体；2、燃烧筒；3、第一烟气出口；4、第二烟气出口；5、第一间隙；6、第二间隙；7、发生器本体；8、进水单元；9、加热单元；10、出气单元；11、围板；12、腔体；13、开口；14、排烟管；15、筒体；16、进水口；17、出水口；18、换热管；18a、第一换热管；18b、第二换热管；19、进烟口；20、出烟口；21、安全阀；22、第三间隙。
具体实施方式
下面结合附图来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
本发明涉及对蒸汽发生器的改进，更具体地，涉及对蒸汽发生器内的换热组件的改进，改进的换热组件，通过将第一烟气出口3和第二烟气出口4分别开设于燃烧筒2轴向和径向的两侧，使得烟气自燃烧筒2内输出后需要绕着燃烧筒2的周向在第一间隙5和第二间隙6内流动足够路程后才能够自第二烟气出口4输出，延长了烟气的流动路径，从而增加了烟气与盛水管1a的换热面积和换热时间，极大的提高了热交换的效率；同时该蒸汽发生器还在其排烟管14内设置余热回收组件，通过余热回收组件的设置，使得尾气中残余的能量能够被有效利用，杜绝了能源的浪费。
参见图1-4所示，其中示出了一种蒸汽发生器，包括立式的发生器本体7、设于发生器本体7内的换热组件、设于发生器本体7上的进水单元8、加热单元9、出气单元10、排烟单元以及安全阀21。其中，进水单元8包括进水管、设于进水管上的水泵，加热单元9为燃烧器，出气单元10包括出气管以及设于出气管上的出气阀。
在本实施例中，换热组件包括炉体1、设于炉体1内的用于容置高温烟气的燃烧筒2，炉体1包括多根绕着燃烧筒2的周向排布的上下延伸的盛水管1a、两个分别连接于多根盛水管1a两端的管板1b、连接于每相邻的两根盛水管1a之间的挡板1c。其中，燃烧筒2与炉体1相同轴设置且其两端分别与两个管板1b相连接。
在燃烧筒2侧部开设有第一烟气出口3，炉体1上开设有第二烟气出口4，第一烟气出口3和第二烟气出口4分别位于燃烧筒2轴向和径向的两侧，燃烧筒2和炉体1之间形成用于烟气流动的第一间隙5。这里，两个管板1b的其中一个上具有开口13且开口13与燃烧筒2相连通，燃烧器的燃烧头穿过开口13并插设于燃烧筒2中，如此，通过燃烧头的燃烧使得燃烧筒2内能够充满高温烟气。
如此，高温烟气能够自第一烟气出口3输出并绕着燃烧筒2的周向流动至第二烟气出口4输出，极大的保证了换热效率。
在本实施例中，上述的换热组件还包括两个分别围设于两个管板1b周侧的围板11，管板1b、围板11和发生器本体7内壁之间围合成一腔体12，多根盛水管1a两端管口分别插设于两个管板1b中并与两个腔体12相连通，两个腔体12分别与进水管和出气管相连通，用于通入水以及输出蒸汽。
作为优选地方案，挡板1c包括上下排布的第一板体1c1和/或第二板体1c2，组成炉体1的至少两根相邻的盛水管1a之间未设有第一板体1c1或未设有第二板体1c2，未设有第一板体1c1或未设有第二板体1c2的两根盛水管1a之间形成第二烟气出口4。如此，通过去除第一板体1c1或第二板体1c2以形成第二烟气出口4，增大了第二烟气出口4的口径，保证了烟气的输出效率。
具体地，第一烟气出口3位于燃烧筒2的上侧部，第二烟气出口4有四个且位于炉体1的下侧部，该四个第二烟气出口4是通过去除四个相邻的第二板体1c2而得到的。
在本实施例中，炉体1有两个，两个炉体1同轴设置且直径逐渐增大，两个炉体1上的第二烟气出口4分别位于燃烧筒2轴向和径向的两侧，两个炉体1之间形成用于烟气流动的第二间隙6。通过设置两个炉体1，使得烟气能够绕着燃烧筒2的周向在第二间隙6中再流动一周，进一步延长了烟气的流动路径，保证了烟气与盛水管1a的换热效率。
进一步地，远离燃烧筒2的炉体1上的第二烟气出口4有三个且位于该炉体1的上侧部，该三个第二烟气出口4是通过去除三个相邻的第一板体1c1而得到的。
在本实施例中，结合图3-4所示，排烟单元包括设于发生器本体7上且与第二烟气出口4相连通的排烟管14、设于排烟管14内且位于烟气的流动路径上的余热回收组件，余热回收组件包括筒体15、开设于筒体15侧壁的进水口16和出水口17、设于筒体15内的多根用于通入通出烟气的换热管18、开设于筒体15轴向的两端且与多根换热管18相连通的进烟口19和出烟口20。进一步地，进水口16和出水口17分别开设于筒体15的上侧壁和下侧壁，在排烟管14侧壁开设有与进水口16和出水口17连通的开口，用于通水。如此，当高温烟气换热后形成的尾气自进烟口19进入换热管18时，可自进水口16向筒体15内通水，使换热管18中的尾气与筒体15中的水进行换热，随后低温烟气自出烟口20排出，换热后升温的水自出水口17输出至用水环境，从而实现对尾气中残余热量的利用。
进一步地，多根换热管18包括第一换热管18a、绕着圆周方向排布于第一换热管18a周侧的多根第二换热管18b，其中，多根第二换热管18b围城两个同心设置且直径增大的圆环，第一换热管18a与多根第二换热管18b相平行且第一换热管18a的管径大于第二换热管18b的管径。这样，大量烟气能够在第一换热管18a中流通，其余烟气在多根第二换热管18b中流通，既保证了烟气与水的换热效率，同时又不影响烟气的流动速度。
本例中，余热回收组件与排烟管14之间具有第三间隙22，该第三间隙22也能够用于烟气流动并与筒体15中的水换热，增加换热面积，进一步提高换热效果。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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