用于电厂烟气余热回收的被动式取热器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于电厂烟气余热回收的被动式取热器，包括取热装置和用热装置，取热装置低于用热装置设置；取热装置包括并列设置的取热单元，各取热单元包括至少两个取热管组，取热管组包括至少一个余热取热管，余热取热管的上端共同连接上母管，余热取热管的下端共同连接下母管，首位的上母管与用热装置的进口之间连接有取热出管，末位取热管组的上母管或者下母管与用热装置的出口之间连接有取热进管。本发明专利技术管内工质与烟气温差缩小，热交换率高。管内工质通过相变和自重回流实现无动力运转，能耗低，成本低。

Passive heat collector for flue gas heat recovery in power plant

The invention discloses a passive heat collector for waste heat recovery of flue gas in power plant, which includes a heat taking device and a heat using device, and the heat taking device is arranged lower than the heat using device; the heat taking device includes a heat taking unit arranged in parallel, each heat taking unit includes at least two heat taking tube groups, the heat taking tube group includes at least one waste heat taking tube, the upper end of the waste heat taking tube is connected with the upper main tube together, and the rest The lower end of the heat take-off pipe is connected with the lower main pipe together, the upper main pipe at the first position is connected with the inlet of the heat using device, and the upper main pipe of the last heat take-off pipe group or the lower main pipe is connected with the outlet of the heat using device. The temperature difference between the working medium in the pipe and the flue gas is reduced, and the heat exchange rate is high. Through phase transformation and self weight reflux, the working fluid in the tube can realize non dynamic operation with low energy consumption and low cost.

【技术实现步骤摘要】
用于电厂烟气余热回收的被动式取热器
本专利技术涉及烟气余热处理
，尤其涉及一种用于电厂烟气余热回收的被动式取热器。
技术介绍
火力发电是我国主要的发电方式，其生产的电能占我国总电能的70％～80％左右，但火力发电仅把煤炭燃烧所产生热能的30％～40％转化为电能，大量的热能散失在汽轮机系统冷端排汽冷凝以及锅炉系统尾部排烟上。现在常用的火电机组排烟温度一般维持在120℃～150℃，如何从低温烟气中回收热量，并加以利用，对于节能减排具有重大意义。现有烟气余热回收利用的方式主要有以下几种：预热锅炉进风(空气预热器)、预热锅炉给水(省煤器)、加热水做其他用途(给建筑供暖或者制冷等)、余热发电等。由于电能是一种高品味的能源，使用方便且适用于远距离传输，因此余热发电是余热利用领域的关注热点。有机朗肯循环(简称ORC)是以低沸点有机物为工质的朗肯循环，主要由余热锅炉(或取热器)、透平、冷凝器和工质泵四大部套组成。有机工质通过取热器中从余热流中吸收热量，生成具一定压力和温度的蒸汽，蒸汽进入透平机械膨胀做功，从而带动发电机或拖动其它动力机械；从透平排出的蒸汽在凝汽器中向冷却水放热，凝结成液态，最后借助工质泵重新回到取热器，如此不断地循环下去。现有的取热器多采用单相取热，管路布置为螺旋式或者栅栏式。单相取热工质不发生相变，热量储存在工质的显热中，工质流量需求大，工质在管路中阻力损失也大，大流量和阻力的损失都需要依靠提高外界工质泵功率来弥补，能耗较高。同时，因单相取热换热效率较低，使得取热器往往整体体积较大，这对工质泵功率提出更高的要求，这样过多的泵功率消耗使得ORC净发电效率较低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种取热效率高，成本低，能耗低的用于电厂烟气余热回收的被动式取热器。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：用于电厂烟气余热回收的被动式取热器，包括设置在烟气通道内的取热装置和设置在烟气通道外的用热装置，所述取热装置低于所述用热装置设置；所述取热装置包括至少一个相互并列设置的取热单元，每个所述取热单元包括至少两个沿烟气流动方向依次设置的取热管组，所述取热管组包括至少一个余热取热管，同一所述取热管组的所述余热取热管的上端共同连接有上母管，同一所述取热管组的所述余热取热管的下端共同连接有下母管，首位所述取热管组的上母管相互连接且与所述用热装置的进口之间共同连接有取热出管，末位所述取热管组的上母管相互连接或者下母管相互连接，且末位所述取热管组的上母管或者下母管共同与所述用热装置的出口之间连接有取热进管。作为优选的技术方案，奇数位所述取热管组的下母管与下游相邻所述取热管组的下母管之间相互连接设置，偶数位所述取热管组的上母管与下游相邻所述取热管组的上母管之间相互连接设置。作为优选的技术方案，每个所述取热单元包括五个沿烟气流动方向依次布置的所述取热管组，各所述取热管组包括三个所述余热取热管，末位所述取热管组的下母管与所述用热装置的出口之间连接所述取热进管。作为优选的技术方案，每个所述取热单元包括三个沿烟气流动方向依次布置的所述取热管组，首位所述取热管组包括九个所述余热取热管，其余所述取热管组包括三个所述余热取热管，末位所述取热管组的下母管与所述用热装置的出口之间连接所述取热进管。作为优选的技术方案，每个所述取热单元包括五个沿烟气流动方向依次布置的所述取热管组，各所述取热管组包括一个所述余热取热管，末位所述取热管组的下母管与所述用热装置的出口之间连接所述取热进管。作为优选的技术方案，首位和末位之外的所述取热管组的上母管与所述用热装置的进口之间分别设有取热出管，首位和末位之外的所述取热管组的下母管与所述用热装置的出口之间分别设有取热进管。作为优选的技术方案，所述用热装置为ORC发电系统。由于采用了上述技术方案，用于电厂烟气余热回收的被动式取热器，包括设置在烟气通道内的取热装置和设置在烟气通道外的用热装置，所述取热装置低于所述用热装置设置；所述取热装置包括至少一个相互并列设置的取热单元，每个所述取热单元包括至少两个沿烟气流动方向依次设置的取热管组，所述取热管组包括至少一个余热取热管，同一所述取热管组的所述余热取热管的上端共同连接有上母管，同一所述取热管组的所述余热取热管的下端共同连接有下母管，首位所述取热管组的上母管相互连接且与所述用热装置的进口之间共同连接有取热出管，末位所述取热管组的上母管相互连接或者下母管相互连接，且末位所述取热管组的上母管或者下母管共同与所述用热装置的出口之间连接有取热进管。本专利技术将取热管组按烟气流动方向依次设置，可明显延长取热时间，经过取热装置的烟气会存在温度明显降低的过程；本专利技术同时利用烟气下游进液取热、上游回液用热的方式，使得管内工质与烟气温差进一步缩小，热交换率高，即取热效率高。管内工质通过更高效地吸收烟气热量而逐渐由液相转为汽相，体积急剧膨胀，压力增大，该压力可实现工质自身向用热装置运行，而用热装置用热后冷凝成液相的工质利用自身重力，由高到低自动流回取热装置，实现无泵动力自身运转，能耗低，成本低。附图说明以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中：图1是本专利技术实施例一的结构原理图；图2是本专利技术实施例二的结构原理图；图3是本专利技术实施例三的结构原理图；图4是本专利技术实施例四的结构原理图；图中以空心箭头示意烟气流动方向，以实心箭头示意工质流动方向。图中：1-用热装置；2-取热装置；3-取热单元；4-取热管组；5-余热取热管；6-上母管；7-下母管；8-取热进管；9-取热出管；12-烟气通道。具体实施方式下面结合附图和实施例，进一步阐述本专利技术。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本专利技术的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本专利技术的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。实施例一：如图1所示，用于电厂烟气余热回收的被动式取热器，包括设置在烟气通道12内的取热装置2和设置在烟气通道12外的用热装置1。本实施例所述用热装置1为ORC发电系统，当然可以为其他预热、供暖、发电等领域的用热装置1。所述ORC发电系统为公知技术，在此不再赘述。所述取热装置2低于所述用热装置1设置，利用高度差可利于工质利用自重自动回流至所述取热装置2。所述取热装置2包括至少一个相互并列设置的取热单元3，即所述取热单元3可根据需要设置一个、两个、三个或者更多，每个所述取热单元3单独完成取热过程，本实施例仅对其中一所述取热单元3的结构进行示意。并列设置优选垂直于烟气流动方向的水平方向并列，并列的设置使得所述取热装置2能尽量布满所述烟气通道12的横截面，提高取热效果。每个所述取热单元3包括至少两个沿烟气流动方向依次设置的取热管组4，所述取热管组4包括至少一个余热取热管5，当然每个所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于电厂烟气余热回收的被动式取热器，包括设置在烟气通道内的取热装置和设置在烟气通道外的用热装置，其特征在于：所述取热装置低于所述用热装置设置；所述取热装置包括至少一个相互并列设置的取热单元，每个所述取热单元包括至少两个沿烟气流动方向依次设置的取热管组，所述取热管组包括至少一个余热取热管，同一所述取热管组的所述余热取热管的上端共同连接有上母管，同一所述取热管组的所述余热取热管的下端共同连接有下母管，首位所述取热管组的上母管相互连接且与所述用热装置的进口之间共同连接有取热出管，末位所述取热管组的上母管相互连接或者下母管相互连接，且末位所述取热管组的上母管或者下母管共同与所述用热装置的出口之间连接有取热进管。/n

【技术特征摘要】
1.用于电厂烟气余热回收的被动式取热器，包括设置在烟气通道内的取热装置和设置在烟气通道外的用热装置，其特征在于：所述取热装置低于所述用热装置设置；所述取热装置包括至少一个相互并列设置的取热单元，每个所述取热单元包括至少两个沿烟气流动方向依次设置的取热管组，所述取热管组包括至少一个余热取热管，同一所述取热管组的所述余热取热管的上端共同连接有上母管，同一所述取热管组的所述余热取热管的下端共同连接有下母管，首位所述取热管组的上母管相互连接且与所述用热装置的进口之间共同连接有取热出管，末位所述取热管组的上母管相互连接或者下母管相互连接，且末位所述取热管组的上母管或者下母管共同与所述用热装置的出口之间连接有取热进管。


2.如权利要求1所述的用于电厂烟气余热回收的被动式取热器，其特征在于：奇数位所述取热管组的下母管与下游相邻所述取热管组的下母管之间相互连接设置，偶数位所述取热管组的上母管与下游相邻所述取热管组的上母管之间相互连接设置。


3.如权利要求2所述的用于电厂烟气余热回收的被动式取热器，其特征在于：每个所述取热单元包括五个沿烟气流动方向依次布置的所述取热管组，各所述取热管组包括三个...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭思聪，郭聪，王涛，姜玉雁，许传阳，秦四龙，赵昕，
申请(专利权)人：山东海汇环保设备有限公司，中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37