一種氨水換熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于中低溫余熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氨水換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]氨水動力循環(huán)發(fā)電技術(shù)是以氨水混合物為工質(zhì)，適用于75?350°C熱源的中低溫發(fā)電技術(shù)，是目前最高效的中低溫余熱發(fā)電技術(shù)，該技術(shù)適用于鋼鐵、有色、建材、石化等工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生的中低溫余熱資源，也適用于地?zé)?、太陽能等可再生能源領(lǐng)域。氨水相變過程為一個變溫過程，減少了蒸發(fā)和冷凝過程傳熱的不可逆損失，使氨水動力循環(huán)更接近理想洛倫茲循環(huán)，其熱效率比單一工質(zhì)動力循環(huán)高15%以上。
[0003]然而，氨水動力循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，需要通過加熱氨水混合物然后通過氣液分離器來實(shí)現(xiàn)內(nèi)部工質(zhì)濃度不同，該方法在加熱及氣液分離過程中產(chǎn)生能量損失，這也影響了氨水動力循環(huán)的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有氨水動力循環(huán)系統(tǒng)中氨水工質(zhì)在換熱器及氣液分離器中能量損失，影響氨水動力循環(huán)效率的問題。
[0005]為此，本發(fā)明提供了一種氨水換熱器，包括殼體，所述殼體內(nèi)由上至下依次設(shè)置有儲液器、毛細(xì)芯、換熱壁面和熱源流體殼層，所述毛細(xì)芯和換熱壁面之間設(shè)有富氨蒸汽通道，所述殼體兩端分別設(shè)有氨水出口和氨水進(jìn)口，且氨水進(jìn)口和氨水出口與儲液器相通，所述殼體兩端分別設(shè)有熱源流體進(jìn)口和熱源流體出口，且熱源流體進(jìn)口和熱源流體出口與熱源流體殼層相通，所述殼體一端面上還設(shè)有富氨蒸汽出口，且富氨蒸汽出口與富氨蒸汽通道相通。
[0006]進(jìn)一步地，上述熱源流體進(jìn)口和氨水進(jìn)口分別設(shè)置在殼體的不同側(cè)。
[0007]進(jìn)一步地，上述氨水換熱器為平板型或圓柱型結(jié)構(gòu)。
[0008]進(jìn)一步地，上述平板型氨水換熱器的氨水進(jìn)口、氨水出口、熱源流體進(jìn)口、熱源流體出口和富氨蒸汽出口均設(shè)有多個，且各個氨水進(jìn)口之間、各個氨水出口之間、各個熱源流體進(jìn)口之間、各個熱源流體出口之間、各個富氨蒸汽出口之間均水平等間距分布。
[0009]進(jìn)一步地，上述圓柱型氨水換熱器的氨水進(jìn)口、氨水出口和富氨蒸汽出口均設(shè)有多個，且在殼體上沿周向等間距分布;熱源流體進(jìn)口和熱源流體出口均為一個，設(shè)置在殼體的中心。
[0010]進(jìn)一步地，上述儲液器、熱源流體殼層和富氨蒸汽通道均為一個。
[0011 ]進(jìn)一步地，上述富氨蒸汽通道為鋸齒結(jié)構(gòu)。
[0012]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的這種氨水換熱器通過毛細(xì)芯將氨水工質(zhì)氣液兩相進(jìn)行隔離，從而通過一個換熱器實(shí)現(xiàn)了原來由換熱器加氣液分離器才能實(shí)現(xiàn)的功能，且該氣水換熱器具有結(jié)構(gòu)緊湊、熱效率尚等優(yōu)點(diǎn)，能夠提尚氣水動力循環(huán)的熱效率。
[0013]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明中平板型氨水換熱器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明中平板型氨水換熱器的左視圖。
[0016]圖3是本發(fā)明中平板型氨水換熱器的右視圖。
[0017]圖4是本發(fā)明中圓柱型氨水換熱器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5是本發(fā)明中圓柱型氨水換熱器的左視圖。
[0019]圖6是本發(fā)明中圓柱型氨水換熱器的右視圖。
[0020]附圖標(biāo)記說明:1、殼體;2、儲液器;3、毛細(xì)芯;4、換熱壁面;5、熱源流體殼層;6、富氨蒸汽通道;7、氨水出口；8、富氨蒸汽出口；9、熱源流體進(jìn)口； 1、熱源流體出口； 11、氨水進(jìn)
□ O
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例1:
為了克服現(xiàn)有氨水動力循環(huán)系統(tǒng)中氨水工質(zhì)在換熱器及氣液分離器中能量損失，影響氨水動力循環(huán)效率的問題，如圖1和圖4所示，本實(shí)施例提供了一種氨水換熱器，包括殼體I，所述殼體I內(nèi)由上至下依次設(shè)置有儲液器2、毛細(xì)芯3、換熱壁面4和熱源流體殼層5，所述毛細(xì)芯3和換熱壁面4之間設(shè)有富氨蒸汽通道6，所述殼體I兩端分別設(shè)有氨水出口 7和氨水進(jìn)口 11，且氨水進(jìn)口 11和氨水出口 7與儲液器2相通，所述殼體I兩端分別設(shè)有熱源流體進(jìn)口 9和熱源流體出口 10，且熱源流體進(jìn)口9和熱源流體出口 10與熱源流體殼層5相通，所述殼體I一端面上還設(shè)有富氨蒸汽出口 8，且富氨蒸汽出口 8與富氨蒸汽通道6相通。
[0022]其中，氨水工質(zhì)和熱源流體可以從殼體I的同側(cè)進(jìn)入該換熱器;也可從兩側(cè)分別進(jìn)入，優(yōu)選氨水工質(zhì)和熱源流體從殼體I兩側(cè)分別進(jìn)入，即熱源流體進(jìn)口 9和氨水進(jìn)口 11分別設(shè)置在殼體I的不同側(cè)，這樣可以保證富氨蒸汽有更加穩(wěn)定的過熱度。
[0023]該氨水換熱器可做成平板型和圓柱型結(jié)構(gòu)兩種形式，如圖1、圖2和圖3為平板型氨水換熱器，圖4、圖5和圖6為圓柱型氨水換熱器。
[0024]該氨水換熱器的工作過程如下:
氨水工質(zhì)從氨水進(jìn)口 11進(jìn)入儲液器2，毛細(xì)芯3通過毛細(xì)力使氨水工質(zhì)充滿整個毛細(xì)芯3，同時，熱源流體從熱源流體進(jìn)口 9進(jìn)入熱源流體殼層5，通過換熱壁面4將熱量傳給毛細(xì)芯3，然后熱源流體從熱源流體出口 10排出，由于氨水中的氨沸點(diǎn)低于水，所以毛細(xì)芯3內(nèi)的氨組份先蒸發(fā)成氨蒸汽，氨蒸汽通過富氨蒸汽通道6排出，在排出過程中，熱源流體對富氨蒸汽通道6中的氨蒸汽進(jìn)行加熱，氨和水為極易相溶的物質(zhì)，儲液器2中的氨將通過擴(kuò)散作用很快補(bǔ)充到毛細(xì)芯3內(nèi)以保持氨水的濃度，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，該氨水換熱器將從富氨蒸汽出口 8穩(wěn)定的產(chǎn)出富氨蒸汽，儲液器2內(nèi)剩下的稀氨溶液將從氨水出口 7排出。
[0025]該氨水換熱器通過毛細(xì)芯將氨水工質(zhì)氣液兩相進(jìn)行隔離，從而通過一個換熱器實(shí)現(xiàn)了原來由換熱器加氣液分離器才能實(shí)現(xiàn)的功能，而且由于毛細(xì)芯3的阻隔作用，儲液器2中的氨水工質(zhì)溫度始終較低，使得從氨水出口 7排出的稀氨溶液溫度較低，不會帶走過多熱量，從而提高了熱源流體熱量的利用率。
[0026]另外，作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，多種工質(zhì)可通過多個并聯(lián)的進(jìn)出口進(jìn)出換熱器。如圖2和圖3所示，平板型氨水換熱器的氨水進(jìn)口 11、氨水出口 7、熱源流體進(jìn)口 9、熱源流體出口 10和富氨蒸汽出口 8均設(shè)有多個，且各氨水進(jìn)口 11之間水平等間距分布、各氨水出口 7之間水平等間距分布、各熱源流體進(jìn)口 9之間水平等間距分布、各熱源流體出口 10之間水平等間距分布、各富氨蒸汽出口 8之間水平等間距分布;儲液器2、熱源流體殼層5和富氨蒸汽通道6均為一個，這多個氨水進(jìn)口 11和氨水出口 7均連通同一個儲液器2，多個熱源流體進(jìn)口9和熱源流體出口 10均連通同一個熱源流體殼層5，多個富氨蒸汽出口 8均連通同一個富氨蒸汽通道6，減少設(shè)備體積，節(jié)省占地面積。如圖5和圖6所示，圓柱型氨水換熱器的氨水進(jìn)口
11、氨水出口 7和富氨蒸汽出口 8均設(shè)有多個，且在殼體I上沿周向等間距分布;熱源流體進(jìn)口 9和熱源流體出口 1均為一個，設(shè)置在殼體I的中心，氨水出口 7、富氨蒸汽出口 8、熱源流體進(jìn)口 9沿殼體I徑向由外到內(nèi)分布，多個氨水進(jìn)口 11和氨水出口 7均連通同一個儲液器2，多個富氨蒸汽出口 8均連通同一個富氨蒸汽通道6。
[0027]上述實(shí)施方式中，富氨蒸汽通道6為鋸齒結(jié)構(gòu)，該鋸齒結(jié)構(gòu)會對富氨蒸汽氣流產(chǎn)生一定的擾動作用，使氣流受熱更加均勻；另外，鋸齒狀結(jié)構(gòu)還增加了換熱面積，從而使氣流溫度更高，保證富氨蒸汽有穩(wěn)定的過熱度。
[0028]綜上所述，本發(fā)明提供的這種氨水換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，通過毛細(xì)芯將氨水工質(zhì)氣液兩相進(jìn)行隔離，通過一個換熱器實(shí)現(xiàn)了氨水工質(zhì)分離成富氨蒸汽及稀氨溶液的目的，從而減少了氨水工質(zhì)在換熱器及氣液分離器中的能量損失，提高了氨水動力循環(huán)的熱效率。
[0029]以上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氨水換熱器，包括殼體(I)，其特征在于:所述殼體(I)內(nèi)由上至下依次設(shè)置有儲液器(2)、毛細(xì)芯(3)、換熱壁面(4)和熱源流體殼層(5)，所述毛細(xì)芯(3)和換熱壁面(4)之間設(shè)有富氨蒸汽通道(6)，所述殼體(I)兩端分別設(shè)有氨水出口(7)和氨水進(jìn)口(11)，且氨水進(jìn)口(11)和氨水出口(7)與儲液器(2)相通，所述殼體(I)兩端分別設(shè)有熱源流體進(jìn)口(9)和熱源流體出口(10)，且熱源流體進(jìn)口(9)和熱源流體出口(10)與熱源流體殼層(5)相通，所述殼體(I)一端面上還設(shè)有富氨蒸汽出口(8)，且富氨蒸汽出口(8)與富氨蒸汽通道(6)相通。2.如權(quán)利要求1所述的氨水換熱器，其特征在于:所述熱源流體進(jìn)口(9)和氨水進(jìn)口(11)分別設(shè)置在殼體(I)的不同側(cè)。3.如權(quán)利要求2所述的氨水換熱器，其特征在于:所述氨水換熱器為平板型或圓柱型結(jié)構(gòu)。4.如權(quán)利要求3所述的氨水換熱器，其特征在于:所述平板型氨水換熱器的氨水進(jìn)口(I I)、氨水出口( 7)、熱源流體進(jìn)口( 9)、熱源流體出口( 1)和富氨蒸汽出口( 8)均設(shè)有多個，且各個氨水進(jìn)口(11)之間、各個氨水出口(7)之間、各個熱源流體進(jìn)口(9)之間、各個熱源流體出口( 10)之間、各個富氨蒸汽出口(8)之間均水平等間距分布。5.如權(quán)利要求3所述的氨水換熱器，其特征在于:所述圓柱型氨水換熱器的氨水進(jìn)口(11)、氨水出口(7)和富氨蒸汽出口(8)均設(shè)有多個，且在殼體(I)上沿周向等間距分布;熱源流體進(jìn)口(9)和熱源流體出口(10)均為一個，設(shè)置在殼體(I)的中心。6.如權(quán)利要求4或5所述的氨水換熱器，其特征在于:所述儲液器(2)、熱源流體殼層(5)和富氨蒸汽通道(6)均為一個。7.如權(quán)利要求1或2或3所述的氨水換熱器，其特征在于:所述富氨蒸汽通道(6)為鋸齒結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種氨水換熱器，包括殼體，殼體內(nèi)由外向內(nèi)依次設(shè)置有儲液器、毛細(xì)芯、換熱壁面和熱源流體殼層，毛細(xì)芯和換熱壁面之間設(shè)有富氨蒸汽通道，殼體兩端分別設(shè)有氨水出口和氨水進(jìn)口，且氨水進(jìn)口和氨水出口與儲液器相通，殼體兩端分別設(shè)有熱源流體進(jìn)口和熱源流體出口，且熱源流體進(jìn)口和熱源流體出口與熱源流體殼層相通，殼體一端面上還設(shè)有富氨蒸汽出口，且富氨蒸汽出口與富氨蒸汽通道相通。該氨水換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，通過毛細(xì)芯將氨水工質(zhì)氣液兩相進(jìn)行隔離，通過一個換熱器實(shí)現(xiàn)了氨水工質(zhì)分離成富氨蒸汽及稀氨溶液的目的，從而減少了氨水工質(zhì)在換熱器及氣液分離器中的能量損失，提高了氨水動力循環(huán)的熱效率。
【IPC分類】F28D17/02, B01D1/00, F01K25/10
【公開號】CN105466265
【申請?zhí)枴緾N201511011281
【發(fā)明人】蓋東興
【申請人】中冶南方工程技術(shù)有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月30日