專利名稱：鍋爐熱管換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及由鋼－水重力熱管、中隔板、冷端支持板、熱端支持定位板、密封外殼組成的熱管換熱器。
鍋爐尾部受熱面尤其是空氣予熱器漏風(fēng)、腐蝕、積灰、磨損十分嚴(yán)重。用熱管換熱器作鍋爐低溫段空氣予熱器可以徹底地解決漏風(fēng)問題。蘇聯(lián)在這方面作了較多的工作。“熱能動力學(xué)”1964年第10期和“動力工作者”70年12期，分別公開了一種上述鍋爐熱管換熱器。其鋼－水重力熱管不帶擴展受熱面，沒有采取強化傳熱措施，因而體積較大；另外它是用改變各排熱管管徑來調(diào)節(jié)管壁溫度，使管壁溫度高于煙氣酸露點或避開煙氣對金屬的最大腐蝕區(qū)，但調(diào)節(jié)壁溫幅度有限。這些年來，除蘇聯(lián)以外的國家對鍋爐熱管換熱器作了改進，例如，日本專利公開說明書JP、特開昭61－186785就公開了這樣的改進方法，采用了擴展受熱面結(jié)構(gòu)，在加熱側(cè)和冷卻側(cè)加裝環(huán)形肋片。且肋片之間間距很小。此外也有在加熱側(cè)和冷卻側(cè)加裝螺旋線狀肋片。目前，煙氣側(cè)帶環(huán)形肋片的鍋爐熱管換熱器的實踐表明，該種擴展受熱面用在含灰氣流中積灰是很嚴(yán)重的。當(dāng)煙氣速度為9米／秒時，環(huán)狀肋片管灰污系數(shù)比光管灰污系數(shù)大近10倍。另外此種擴展受熱面煙氣側(cè)阻力較大。
本實用新型的目的是提供一種積灰少、體積小、阻力小的鍋爐熱管換熱器。
為達到上述目的，本實用新型的解決方案是對于煙氣和冷端流體橫向沖刷鋼－水重力管的熱管換熱器，其熱管煙氣側(cè)的肋片設(shè)置在過管子中心線平行于煙氣流的平面內(nèi)，肋片沿?zé)峁芸v向延伸。
上述方案中，該肋片可以僅設(shè)置在熱管1煙氣側(cè)背風(fēng)面，也可以設(shè)置在熱管1煙氣側(cè)的背風(fēng)面和迎風(fēng)面。
為達到更好的效果，縱向肋片可以分成幾段。此外，該肋片的橫斷面形狀可以是梯形、矩形和近似流線形的，肋片高度與管子外徑之比為0.7－0.8。
在上述解決方案中，由于熱管煙氣側(cè)的擴展受熱面設(shè)置在煙氣積灰最嚴(yán)重區(qū)域，則管子嚴(yán)重積灰區(qū)域被擴展受熱面所占據(jù)；又由于擴展受熱面在過管子中心線平行于煙氣流的平面內(nèi)，擴展受熱面受到最有利的沖刷，因此積灰少，傳熱系數(shù)大、體積小。當(dāng)煙氣速度較高時，由于迎風(fēng)面積灰較少，且在鍋爐常用速度范圍內(nèi)，迎風(fēng)面局部傳熱系數(shù)在沿管園周各個方位中是最大的部位。因此擴展受熱面僅設(shè)置在煙氣側(cè)管子的背風(fēng)面，此方案也可用于熱管換熱器煙氣溫度較高的鍋爐或鍋爐區(qū)段，這時冷端流體側(cè)采用較多的擴展受熱面，使熱管工作溫度保持在廉價的水作工質(zhì)的熱管允許工作溫度范圍之內(nèi)。鍋爐熱管換熱器擴展受熱面也可以設(shè)置在管子背風(fēng)面和迎風(fēng)面，此方案可用于需要提高熱管管壁溫度場合時。當(dāng)肋片橫斷面形狀是矩形或梯形時，在肋片根部將有少量積灰，從減少積灰要求考慮，肋片橫斷面形狀為近似流線形時，最為有利。對于電站鍋爐熱管換熱器，由于低溫粘結(jié)積灰對鍋爐安全工作有重大的影響，當(dāng)管壁溫度低于酸露點時，肋片橫斷面形狀為近似流線形時，是最為適宜的。此外，帶此種擴展受熱面的錯列管束阻力約為帶橫向肋片錯列管束的一半。本實用新型鍋爐熱管換熱器比蘇聯(lián)的鍋爐熱管換熱器管壁溫度調(diào)節(jié)范圍大，當(dāng)作為鍋爐低溫段空予器時，可使換熱器大部分管排在酸露點以上，少部分管排也可避開低溫段最大腐蝕區(qū)，這將大大減輕腐蝕和減少低溫粘結(jié)積灰。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。


圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖2是本實用新型第一種實施例熱管元件煙氣側(cè)橫剖面圖。
圖3是第二實施例熱管元件煙氣側(cè)橫剖面圖。
圖4是第三實施例熱管元件煙氣側(cè)橫剖面圖。
圖5是第四實施例熱管元件煙氣側(cè)橫剖面圖。
在
圖1所示本實用新型結(jié)構(gòu)原理示意圖中，A為熱管換熱器煙氣流動方向，B為冷端流體流動方向。熱煙氣橫向沖刷鋼－水重力熱管，將熱量傳給了熱管工質(zhì)，熱管傾斜安裝，空氣側(cè)要高于煙氣側(cè)，其中心線與水平面夾角不低于5°，工質(zhì)以蒸發(fā)－冷凝過程在內(nèi)部反復(fù)循環(huán)，不斷將熱端的熱量傳至冷卻端，從而完成將煙氣熱量傳至冷卻流體的傳熱過程。熱管冷端有螺絲(5)，同螺母(9)、彈簧墊圈(10)連接，把熱管元件固定在中隔板(6)和冷端支持板(7)上。焊在熱管管子上的法蘭(3)和中隔板(6)之間，裝密封圈和墊片。中隔板(6)、冷端支持板(7)、熱端支持定位板(8)固定在密封外殼(11)的構(gòu)架上，煙氣和冷端流體流動方向的兩個側(cè)面及端面都用密封外殼(11)護板使流體與環(huán)境隔開。
從
圖1可知熱管煙氣側(cè)的肋片沿縱向布置在熱管表面，并分成幾段，且僅設(shè)置在過管子中心線，平行于煙氣流的平面內(nèi)。
圖2給出了本實用新型第一個實施例，其中肋片(2)僅設(shè)置在熱管管子煙氣側(cè)背風(fēng)面，肋片橫斷面形狀為矩形，高度與管子外徑之比為0.7～0.8，肋片厚度與管子外徑之比一般為0.08～0.12，肋片分成幾段，肋片零件可用扁鋼或鋼板制造，肋片必須平整，肋片焊接在管子上，肋片與熱管熱段端部之間必須留有膨脹間隙。
在圖3實施例中采用了梯形斷面的肋片，肋片高度與管子外徑之比為0.7～0.8，梯形窄底邊線與管子直徑之比為0.08～0.12，梯形斜度一般為0.08～0.1，肋片零件可用園鋼軋制而成。在圖4實施例中，肋片斷面兩邊線為肋片頂點到管子外徑的切線，肋片高度與管子外徑之比為0.7～0.8，為減輕重量，肋片中間可以是空的，肋片零件外形制造應(yīng)考慮焊縫所占幾何位置和其頂部上工藝園角，焊接完成后，應(yīng)把焊縫打磨平整成近似流線形。此外，在煙氣溫度較低部位，重力熱管除了在背風(fēng)面設(shè)置肋片外，還需在迎風(fēng)面設(shè)置肋片，如圖5所示，在這種情況下，肋片橫斷面形狀也可取圖3或圖4所示的形狀。
當(dāng)然，采用其它形狀的肋片也落在本實用新型的構(gòu)思之中。
權(quán)利要求1.一種鍋爐熱管換熱器，煙氣和冷端流體橫向沖刷其鋼-水重力熱管管束，熱管煙氣側(cè)上設(shè)置有肋片，其特征在于肋片(2)設(shè)置于過管子中心線、平行于煙氣流的平面內(nèi)，肋片(2)沿?zé)峁?1)縱向延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐熱管換熱器，其特征在于上述肋片(2)僅設(shè)置在熱管(1)煙氣側(cè)背風(fēng)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐熱管換熱器，其特征在于上述肋片(2)設(shè)置在熱管(1)煙氣側(cè)的背風(fēng)面和迎風(fēng)面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的鍋爐熱管換熱器，其特征在于上述肋片沿縱向分成幾段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的鍋爐熱管換熱器，其特征在于肋片形狀可以是矩形、梯形或近似流線形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鍋爐熱管換熱器，其特征在于肋片高度與管子外徑之比為0.7～0.8。
專利摘要本實用新型公開了一種鍋爐熱管換熱器，其鋼-水重力熱管(1)的煙氣側(cè)肋片(2)僅設(shè)置在管子松散性積灰嚴(yán)重區(qū)域，肋片沿?zé)峁芸v向延伸，且位于過管子中心線平行于煙氣流的平面內(nèi)。由于管子嚴(yán)重積灰區(qū)域被擴展受熱面所占據(jù)，且擴展受熱面受到最有利的沖刷，從而可以減少積灰。此外，帶此種擴展受熱面的錯列管束阻力比帶橫向肋片錯列管束阻力小。本實用新型尤其適用于解決電站鍋爐低溫段空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)，低溫粘結(jié)積灰和腐蝕問題。
文檔編號F22D1/00GK2056744SQ89219488
公開日1990年5月2日 申請日期1989年11月14日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月14日
發(fā)明者劉志敏, 韓小山, 黃海濤, 王禮 申請人:劉志敏, 韓小山, 黃海濤, 王禮