本發(fā)明屬于熱能技術(shù)，具體涉及一種換熱面積可調(diào)節(jié)的用于內(nèi)燃機(jī)高溫?zé)煔馀cCO₂換熱的煙氣換熱器。

背景技術(shù)：

當(dāng)今世界能源危機(jī)問題日益突出，內(nèi)燃機(jī)的節(jié)能減排技術(shù)越來越受到世人關(guān)注，內(nèi)燃機(jī)余熱回收具有巨大的節(jié)能潛力。以CO₂作為工質(zhì)的跨臨界動力循環(huán)，因以其小型化能力突出、適用性強(qiáng)、安全環(huán)保的特點(diǎn)被選用于內(nèi)燃機(jī)余熱回收發(fā)電。CO₂煙氣換熱器是循環(huán)中重要的組成部件，循環(huán)中的CO₂工質(zhì)在煙氣換熱器中吸收內(nèi)燃機(jī)高溫排氣余熱。因此，CO₂煙氣換熱器的性能直接決定了余熱回收性能的好壞。與一般有機(jī)朗肯循環(huán)煙氣換熱器不同的是，對于多工況運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)而言，排氣的能量與溫度也隨著工況而變化，在煙氣量較多時需要足夠多的換熱面積保證換熱過程的實(shí)現(xiàn)，而煙氣量較少時則需要較少的換熱通道保持更高的換熱系數(shù)。

因此針對上述情況，本發(fā)明提出了一種換熱面積可調(diào)節(jié)的用于內(nèi)燃機(jī)高溫?zé)煔馀cCO₂換熱的煙氣換熱器。用于解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)情況，本發(fā)明提出了一種換熱面積可調(diào)節(jié)的適用于內(nèi)燃機(jī)高溫?zé)煔庥酂峄厥盏亩趸紵煔鈸Q熱器，實(shí)現(xiàn)高溫排氣與高壓CO₂的安全高效熱交換。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種可調(diào)式二氧化碳煙氣換熱器，包括兩組并列布置的蛇管式換熱器，兩組蛇管式換熱器等長、且兩端分別對齊；所述蛇管式換熱器包括設(shè)置在殼體內(nèi)的三個并列的蛇管，所述殼體形成了殼程，三個并列的蛇管形成管程，每個蛇管包括直管、彎管和管套連接密封件；每組蛇管式換熱器的管程的進(jìn)氣端設(shè)有第一分流器，所述第一分流器為一進(jìn)三出的分流器，兩個第一分流器的進(jìn)氣端連接有第二分流器，所述第二分流器為一進(jìn)二出的分流器；每組蛇管式換熱器的管程的出氣端設(shè)有第一集流器，所述第一集流器為三進(jìn)一出的集流器，兩個第一集流器的出氣端連接有第二集流器，所述第二集流器為二進(jìn)一出的集流器；兩組蛇管式換熱器的殼程的進(jìn)口設(shè)有第三分流器，所述第三分流器為一進(jìn)二出的分流器，兩組蛇管式換熱器的殼程的出口設(shè)有第三集流器，所述第三集流器為二進(jìn)一出的集流器；所述第二分流器的一個出口與其中一個第一分流器的進(jìn)口之間設(shè)有截止閥，所述第三分流器的一個進(jìn)口處設(shè)有可90度旋轉(zhuǎn)的擋板，所述擋板與所述截止閥在同一組蛇管式換熱器的兩端；所述擋板采用插銷與所述第三分流器連接，所述插銷的銷孔設(shè)在所述第三分流器上，所述插銷的銷軸上設(shè)有扭力彈簧，所述銷軸的一端與所述銷孔配合，所述銷軸的另一端穿出所述第三分流器、且設(shè)有扳手，所述第三分流器的外壁上設(shè)有扳手定位結(jié)構(gòu)；通過轉(zhuǎn)動扳手旋轉(zhuǎn)擋板以使所述第三分流器的其中一個進(jìn)口為打開或關(guān)閉狀態(tài)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

由于本發(fā)明中具有兩組蛇管式換熱器，換熱器為雙路殼程，在換熱器殼程的其中一路的進(jìn)口處設(shè)有可方便打開或關(guān)閉的擋板，在該路的管程進(jìn)口處設(shè)有截止閥，當(dāng)殼程通入煙氣，管程通入CO₂，通過切換換熱器管程進(jìn)口處截止閥的開閉狀態(tài)從而控制CO₂是否進(jìn)入兩組換熱管內(nèi)，當(dāng)所述擋板與截止閥同時打開時，CO₂和煙氣的換熱面積為100％，當(dāng)所述擋板和截止閥同時關(guān)閉時，CO₂和煙氣的換熱面積為50％。本發(fā)明通過簡單的擋板開關(guān)控制就可以實(shí)現(xiàn)在排氣流量溫度變化時換熱面積的調(diào)節(jié)，換熱面積的調(diào)節(jié)簡單易行，繼而使得CO₂煙氣換熱更加靈活高效。

附圖說明

圖1是本發(fā)明可調(diào)式二氧化碳煙氣換熱器的主視圖；

圖2是圖1中A-A所示位置剖面圖；

圖3是圖1中B-B所示位置局部剖面圖；

圖4是圖3所示結(jié)構(gòu)的右視圖；

圖5是圖1所示可調(diào)式二氧化碳煙氣換熱器的側(cè)視圖；

圖6是圖1中擋板與第三分流器中其中一進(jìn)口的相互位置示意圖；

圖7是圖6所示結(jié)構(gòu)的左視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述，所描述的具體實(shí)施例僅對本發(fā)明進(jìn)行解釋說明，并不用以限制本發(fā)明。

本發(fā)明提出的一種可調(diào)式二氧化碳煙氣換熱器，包括兩組并列布置的蛇管式換熱器1，如圖5所示，兩組蛇管式換熱器1等長、且兩端分別對齊，如圖1所示；所述蛇管式換熱器1包括設(shè)置在殼體2內(nèi)的三個并列的蛇管3，所述殼體2形成了殼程，三個并列的蛇管3形成管程，如圖2和圖5所示，每個蛇管3包括直管31、彎管32和管套連接密封件33，所述管套密封件33用于所述殼體2(即外套管)左右兩側(cè)的煙氣密封；如圖1所示。

如圖1所示，每組蛇管式換熱器的管程的進(jìn)氣端設(shè)有第一分流器4，所述第一分流器4為一進(jìn)三出的分流器，兩個第一分流器4的進(jìn)氣端連接有第二分流器5，所述第二分流器5為一進(jìn)二出的分流器；所述第二分流器5的一個出口與其中一個第一分流器4的進(jìn)口之間設(shè)有截止閥10。每組蛇管式換熱器的管程的出氣端設(shè)有第一集流器6，所述第一集流器6為三進(jìn)一出的集流器，如圖3和圖4所示，即三個進(jìn)口61通過集流后由一個出口62排出；兩個第一集流器6的出氣端連接有第二集流器7，所述第二集流器7為二進(jìn)一出的集流器。兩組蛇管式換熱器1的殼程的進(jìn)口設(shè)有第三分流器8，所述第三分流器8為一進(jìn)二出的分流器，兩組蛇管式換熱器1的殼程的出口設(shè)有第三集流器9，所述第三集流器9為二進(jìn)一出的集流器。如圖1和圖5所示。本發(fā)明中的第一分流器4、第二分流器5、第二集流器7和第三集流器9的結(jié)構(gòu)均與如圖3和圖4所示的第一集流器6的結(jié)構(gòu)相似，只是在安裝方向上需要根據(jù)集流和分流來確定。

如圖1、圖6和圖7所示，所述第三分流器8的一個進(jìn)口處設(shè)有可90度旋轉(zhuǎn)的擋板11，所述擋板11與所述截止閥10在同一組蛇管式換熱器1的兩端；所述擋板11采用插銷與所述第三分流器8連接，所述插銷的銷孔12設(shè)在所述第三分流器8上，所述插銷的銷軸13上設(shè)有扭力彈簧14，所述銷軸13的一端與所述銷孔12配合，所述銷軸13的另一端穿出所述第三分流器8、且設(shè)有扳手15，所述第三分流器8的外壁上設(shè)有扳手定位結(jié)構(gòu)；通過轉(zhuǎn)動扳手15旋轉(zhuǎn)擋板11以使所述第三分流器8的其中一個進(jìn)口為打開或關(guān)閉狀態(tài)。

將本發(fā)明可調(diào)式二氧化碳煙氣換熱器用于內(nèi)燃機(jī)高溫?zé)煔馀cCO₂換熱過程中，內(nèi)燃機(jī)排氣通入所述煙氣分流器(第三分流器8)后分兩路進(jìn)入殼體2(即外套管)，經(jīng)過蛇形連接的殼程后匯入所述煙氣分離器煙氣集流器(第三集流器9)；

CO₂工質(zhì)流入一進(jìn)兩出的CO₂分流器(即第二分流器5)后分兩路進(jìn)入兩路一進(jìn)三出的CO₂分流器(第一分流器4)，每路CO₂經(jīng)過第一分流器4繼續(xù)分成三路后進(jìn)入蛇管3中，經(jīng)過蛇管3后進(jìn)入設(shè)置在換熱器另一端的CO₂出口處的三進(jìn)一出的第一集流器6中，繼而經(jīng)過二進(jìn)一出的第二集流器7集流后排出。。

使用本發(fā)明可調(diào)式二氧化碳煙氣換熱器，可以通過切換換熱器管程進(jìn)口處截止閥10的開閉狀態(tài)從而控制CO₂是否進(jìn)入兩組換熱管內(nèi)。在煙氣流量足夠時，通過同時打開煙氣進(jìn)口處的擋板11與截止閥10，實(shí)現(xiàn)前后兩組外套管(殼體2)中煙氣與換熱管(蛇管3)中CO₂通流，CO₂和煙氣的換熱面積為100％。在煙氣流量較少時，通過同時關(guān)閉所述擋板11和所述截止閥10，實(shí)現(xiàn)其中一組所述外套管中煙氣與換熱管中CO₂斷流，實(shí)現(xiàn)50％換熱面積運(yùn)行。本發(fā)明通過簡單的擋板開關(guān)控制就可以實(shí)現(xiàn)在排氣流量溫度變化時換熱面積的調(diào)節(jié)，換熱面積的調(diào)節(jié)簡單易行，繼而使得CO₂-煙氣換熱更加靈活高效。

盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。