專利名稱：螺旋翅片強(qiáng)化傳熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及立式高、低壓加熱器技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種螺旋翅片強(qiáng)化傳熱管。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)機(jī)組高、低壓加熱器較多采用銅材質(zhì)，為防止機(jī)組運(yùn)行中發(fā)生汽水管道及設(shè)備腐蝕，目前普遍采用加氨和聯(lián)氨的方法來控制汽水系統(tǒng)的PH值和溶解氧的含量。這對(duì)于凝汽器和高、低加換熱管材料采用銅管的“有銅系統(tǒng)”機(jī)組，便存在著發(fā)生氨腐蝕的條件，當(dāng)給水PH值等于8.5～8.8時(shí)腐蝕最小，而一般碳鋼則要求不小于9.5，綜合兩者，按照GB12145—89要求，鍋爐給水系統(tǒng)的pH值應(yīng)控制在8.8～9.3(目標(biāo)值9.0)。但在此條件下運(yùn)行時(shí)，仍有少量銅離子和鐵離子從系統(tǒng)中析出。這些離子會(huì)在鍋爐給水系統(tǒng)及水冷壁管子內(nèi)沉淀結(jié)垢，造成陰陽(yáng)極電解腐蝕。另外，由于設(shè)備結(jié)構(gòu)原因而引起氨在局部發(fā)生濃縮作用，使氨在銅管隔板根部濃度大，造成低加銅管發(fā)生氨腐蝕而損壞，致使高、低壓加熱器泄漏。因此，如果實(shí)現(xiàn)鍋爐給水系統(tǒng)無銅化運(yùn)行，可以有效控制及消除電解腐蝕，降低鍋爐給水統(tǒng)結(jié)垢速率，提高機(jī)組安全運(yùn)行的可靠率。
現(xiàn)有的立式高壓加熱器和低壓加熱器出于對(duì)換熱器密封、承壓等方面的考慮，采用的傳熱管大都是無強(qiáng)化傳熱效能的光滑管，或僅有單側(cè)強(qiáng)化效果的管型，至使換熱器總傳熱系數(shù)不能大大提高。
近二十年來，不可再生能源(如礦物質(zhì)燃料)短缺日益嚴(yán)峻，促使強(qiáng)化傳熱的研究和應(yīng)用加速發(fā)展，它所涉及的工業(yè)領(lǐng)域和換熱器的形式都非常廣泛。其中，管殼式換熱器的強(qiáng)化是十分吸引人的領(lǐng)域，這是由于它的應(yīng)用量大、適應(yīng)面廣，在各種工業(yè)過程中有可能得到應(yīng)用。
火力發(fā)電廠在電力生產(chǎn)過程中，鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)三大主機(jī)及各種輔助設(shè)備對(duì)電廠運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性起著非常重要的作用。高、低壓回?zé)峒訜崞魇瞧啓C(jī)最重要的輔助設(shè)備之一，對(duì)電廠的熱效率有著決定性影響，應(yīng)該并且能夠采用強(qiáng)化傳熱技術(shù)來提高其安全性和經(jīng)濟(jì)性。目前，全國(guó)供電煤耗平均為417克/千瓦時(shí)，比世界先進(jìn)水平國(guó)家煤耗約高80克/千瓦時(shí)，其主要原因是中、小型機(jī)組所占比重大，200MW以下的機(jī)組占火電裝機(jī)量的58％。因此，大力開發(fā)和推廣先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，加速對(duì)中、小機(jī)組的技術(shù)改造，降低煤耗，提高效益是電力工業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域，也是電力工業(yè)科技發(fā)展近期和中、長(zhǎng)期的戰(zhàn)略目標(biāo)。在年發(fā)電量8000億度的火力發(fā)電廠中使用強(qiáng)化傳熱技術(shù)，可使熱耗率減少10％以上，估計(jì)每年可節(jié)省4000萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種螺旋翅片強(qiáng)化傳熱管。該傳熱管傳熱效果十分顯著。
本實(shí)用新型所述一種螺旋翅片強(qiáng)化傳熱管，其特征是，管子為鋼質(zhì)，其內(nèi)、外壁有表面光滑的三角翅片和溝槽。
為了更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，所述一種螺旋翅片強(qiáng)化傳熱管的外壁的螺旋角較小且低于內(nèi)壁的螺旋角；外壁三角翅片的密集度高于內(nèi)壁三角翅片的密集度。
鋼管的導(dǎo)熱系數(shù)比銅管低，改用鋼光滑管后，不增加換熱面積就無法達(dá)到原有熱負(fù)荷。因此，如不采用強(qiáng)化傳熱技術(shù)，回?zé)峒訜崞骶蜔o法利用鋼質(zhì)管替代銅質(zhì)管來達(dá)到現(xiàn)有的換熱能力。并且，回?zé)峒訜崞鞴軆?nèi)給水對(duì)流換熱系數(shù)與管外蒸汽凝結(jié)換熱系數(shù)相當(dāng)，因此單純地強(qiáng)化任一側(cè)的換熱，其強(qiáng)化效果不佳，對(duì)這類換熱器的傳熱強(qiáng)化，須采用內(nèi)、外側(cè)均有強(qiáng)化效果的管型。本實(shí)用新型就解決了這一問題。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果本實(shí)用新型采用的是廣義上的強(qiáng)化傳熱原理/技術(shù)。本實(shí)用新型管外冷凝換熱特性與縱槽管基本相當(dāng)，而管內(nèi)翅片起類似螺旋槽管對(duì)單相流換熱強(qiáng)化的作用，增加了換熱面積，且螺旋翅片誘發(fā)的二次流(螺旋流和邊界層分離流)促進(jìn)了湍流程度加劇，從而使其傳熱效果較光滑管有明顯的提高，而且其管內(nèi)壓降要比螺旋槽管管內(nèi)壓降小。本實(shí)用新型與之相比，是一種新型的雙側(cè)強(qiáng)化傳熱管，具有顯著的傳熱效果。在低壓加熱器中采用鋼質(zhì)螺旋翅片強(qiáng)化傳熱管替代銅光滑管，不僅能保證原有熱負(fù)荷，其換熱強(qiáng)度還有所提高，完全可以實(shí)現(xiàn)鍋爐給水系統(tǒng)無銅化運(yùn)行的技術(shù)要求。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其總換熱系數(shù)比同材質(zhì)光滑管提高63～95％，比螺旋槽管提高4～27％；并且管內(nèi)壓降只比光滑管增加30％左右，低于螺旋槽管的管內(nèi)壓降。Φ16×1.5鋼質(zhì)內(nèi)、外螺旋翅片強(qiáng)化傳熱管的抗爆破壓力為89MPa，達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)。因此，在高/低壓加熱器上應(yīng)用鋼質(zhì)螺旋翅片強(qiáng)化傳熱管明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，特別適用于蒸汽壓力變化范圍較大的電站回?zé)峒訜崞鞯膹?qiáng)化。強(qiáng)化后的高/低壓加熱器可獲得更高的給水溫度，從而降低煤耗實(shí)現(xiàn)能量節(jié)約。
本實(shí)用新型有顯著的傳熱效果。采用本實(shí)用新型的高壓加熱器，能使鍋爐給水溫度比光滑管多上升6℃，其總傳熱系數(shù)的平均值是光滑管的1.43倍，較光滑管可節(jié)省30％的換熱面積；在等面積下使用，則可提高給水的出水溫度，降低煤耗節(jié)約能量。同時(shí)，采用本實(shí)用新型的高/低壓加熱器，能使電廠實(shí)現(xiàn)鍋爐給水無銅化運(yùn)行，減少泄漏，進(jìn)一步提高了機(jī)組的安全運(yùn)行性能，從而可產(chǎn)生巨大的間接社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。
應(yīng)電力生產(chǎn)無銅化運(yùn)行的要求，需對(duì)銅質(zhì)管加熱器改用鋼質(zhì)管。如采用本實(shí)用新型，則用于高、低壓加熱器的總傳熱系數(shù)可比相應(yīng)材質(zhì)的光滑管提高50％以上，等負(fù)荷運(yùn)行時(shí)節(jié)省35％以上的換熱面積，換熱面積減少了，管材及管板、筒體的材料、整個(gè)加工組裝工時(shí)均可減少，從而降低制造成本。對(duì)發(fā)電廠這樣的用戶，作等面積的老設(shè)備改造，則可提高給水溫度6～10℃，標(biāo)準(zhǔn)煤耗約下降4～7g/kW·h，熱耗率約減少0.25％～0.4％，經(jīng)濟(jì)效果非常顯著。
采用本實(shí)用新型的高壓加熱器的總傳熱系數(shù)比光滑管的高43％，對(duì)設(shè)備制造廠家來說可節(jié)省30％的換熱面積，換熱面積減少了，管板、筒體的材料、整個(gè)加工組裝工時(shí)均可減少，從而降低制造成本。對(duì)發(fā)電廠這樣的用戶，作等面積的老設(shè)備改造，熱耗率Qr可由原來的6057kJ/kWh下降到5961kJ/kWh，減少了95kJ/kWh。按每年運(yùn)行8200小時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)熱量為29308kJ/kg，廣東的煤價(jià)為340元/t計(jì)算，一臺(tái)125MW機(jī)組的高壓加熱器每年可節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤3330噸，合人民幣113萬(wàn)元。
本實(shí)用新型將為電站高低壓加熱器的改造，實(shí)現(xiàn)鍋爐給水無銅化運(yùn)行，降低改造成本，減少高低壓回?zé)峒訜崞餍孤?，提高機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)性開辟一條新的途徑，在電力工業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用前景。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
如圖1所示，本實(shí)用新型的內(nèi)、外壁有表面光滑的三角翅片和溝槽，外壁的螺旋角較小且低于內(nèi)壁的螺旋角，外壁三角翅片的密集度高于內(nèi)壁三角翅片的密集度。
本實(shí)用新型可以用鋼光滑管為毛坯，采用無切削輥軋一次成型的方法加工而成。例如，可以將鋼質(zhì)光滑管置于專用滾壓機(jī)床上，插入到成正三角形排列的特制模具中，夾緊模具，沿軸向慢慢拉出鋼管，便可將鋼光滑管加工成本實(shí)用新型。下面是一個(gè)本實(shí)用新型的具體例子管外徑 管內(nèi)徑管外幾何參數(shù)管內(nèi)幾何參數(shù)D(mm) d(mm) 翅片頭螺旋角β翅高H翅片頭 螺旋角β翅高H數(shù)n (mm) 數(shù)n (mm)181536 20°1.0 18 30° 0.5～0.權(quán)利要求1.一種螺旋翅片強(qiáng)化傳熱管，其特征是，管子為鋼質(zhì)，其內(nèi)、外壁有表面光滑的三角翅片和溝槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述一種螺旋翅片強(qiáng)化傳熱管，其特征是，其外壁的螺旋角較小且低于內(nèi)壁的螺旋角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述一種螺旋翅片強(qiáng)化傳熱管，其特征是，其外壁三角翅片的密集度高于內(nèi)壁三角翅片的密集度。
專利摘要本實(shí)用新型是一種螺旋翅片強(qiáng)化傳熱管，管子為鋼質(zhì)，其內(nèi)、外壁有表面光滑的三角翅片和溝槽，外壁的螺旋角較小且低于內(nèi)壁的螺旋角，外壁三角翅片的密集度高于內(nèi)壁三角翅片的密集度。本實(shí)用新型的傳熱效果較光滑管有明顯提高，且其管內(nèi)壓降要比螺旋槽管管內(nèi)壓降小，完全可以實(shí)現(xiàn)鍋爐給水系統(tǒng)無銅化運(yùn)行的技術(shù)要求，減少泄漏，進(jìn)一步提高了機(jī)組的安全運(yùn)行性能，降低改造成本，從而可產(chǎn)生巨大的間接社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)F28F1/10GK2602333SQ0224911
公開日2004年2月4日 申請(qǐng)日期2002年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月5日
發(fā)明者龍新峰, 陳廣懷, 莊禮賢 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)