專利名稱：分離式橢圓翅片熱管低壓省煤器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍋爐余熱回收節(jié)能設(shè)備，具體涉及一種分離式橢圓翅片熱管低壓 省煤器。
背景技術(shù)：
鍋爐排煙是潛力很大的余熱源，如何減少排煙余熱，減少排煙帶來的熱損失成為 鍋爐技術(shù)人員研究的主要問題之一。低壓省煤器裝在鍋爐尾部，其水側(cè)連接于汽輪機(jī)回?zé)?系統(tǒng)的低壓部分，凝結(jié)水在低壓省煤器內(nèi)吸收排煙熱量，降低排煙溫度，而自身卻被加熱， 升高溫度后再返回低壓加熱器系統(tǒng)，在燃料消耗量不變的情況下，可以多獲得電功，提高了 裝置的經(jīng)濟(jì)性，它是汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。而現(xiàn)有的鍋爐低壓省煤器中換熱器 體積大、阻力高，導(dǎo)致投資高，且鍋爐低壓省煤器上的管排磨損嚴(yán)重，致使頻繁發(fā)生因省煤 器泄露而停爐的事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的鍋爐低壓省煤器中換熱器體積大、阻力高，導(dǎo)致 投資高，且鍋爐低壓省煤器上的管排磨損嚴(yán)重的問題，進(jìn)而提供了一種分離式橢圓翅片熱 管低壓省煤器。本發(fā)明的技術(shù)方案是它包括橢圓翅片熱管蒸發(fā)段管屏、橢圓翅片熱管冷凝段管 屏、蒸氣導(dǎo)氣管和回水管，所述橢圓翅片熱管蒸發(fā)段管屏由多根平行設(shè)置的橢圓翅片熱管、 凝結(jié)水入口聯(lián)箱和蒸汽出口聯(lián)箱組成，橢圓翅片熱管蒸發(fā)段管屏中的每根橢圓翅片熱管的 兩端分別與凝結(jié)水入口聯(lián)箱和蒸汽出口聯(lián)箱相通，所述橢圓翅片熱管冷凝段管屏由多根平 行設(shè)置的橢圓翅片熱管、凝結(jié)水出口聯(lián)箱和蒸汽進(jìn)口聯(lián)箱組成，橢圓翅片熱管冷凝段管屏 中的每根橢圓翅片管的兩端分別與凝結(jié)水出口聯(lián)箱和蒸汽進(jìn)口聯(lián)箱相通，橢圓翅片熱管蒸 發(fā)段管屏的蒸汽出口聯(lián)箱通過變徑管與蒸汽導(dǎo)氣管連通，蒸汽導(dǎo)氣管通過變徑管與橢圓翅 片熱管冷凝段管屏的蒸汽進(jìn)口聯(lián)箱連通，橢圓翅片熱管冷凝段管屏的凝結(jié)水出口聯(lián)箱通過 變徑管與回水管連通，回水管通過變徑管與橢圓翅片熱管蒸發(fā)段管屏的凝結(jié)水入口聯(lián)箱連
ο本發(fā)明具有以下有益效果首先橢圓翅片熱管大幅度擴(kuò)展了受熱面，較普通換熱 器、螺旋翅片管或縱向翅片管的傳熱系數(shù)高15 20%、阻力降低40%，在換熱量相同的前提 下，降低了換熱器的體積、重量和阻力，降低引風(fēng)機(jī)電耗，減少了投資；其次在傳遞相同的熱 量時(shí)，通過增加管屏間距降低煙速，使得流阻更小，由于金屬磨損與煙速三次方成正比，因 此分離式橢圓翅片熱管低壓省煤器能有效地減輕磨損，提高使用壽命，同時(shí)當(dāng)煙氣流過管 屏?xí)r，在橢圓翅片熱管的翅片附近產(chǎn)生小的渦流區(qū)，有利于防止部分飛灰顆粒接觸到基管 表面，從而減輕磨損；另外，換熱器常布置在鍋爐尾部低煙溫區(qū)，不可避免地產(chǎn)生酸腐蝕，橢 圓翅片熱管壁溫具有均溫性與可調(diào)性，可保證金屬壁溫高于酸露點(diǎn)溫度，不會(huì)產(chǎn)生管壁酸 腐蝕及堵灰現(xiàn)象，最大限度地降低排煙溫度。
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本發(fā)明將電站鍋爐的排煙余熱，通過分離式橢圓翅片熱管低壓省煤器回收送到汽 機(jī)的回?zé)嵯到y(tǒng)中，提高系統(tǒng)循環(huán)熱效率，降低電站發(fā)電煤耗。另外由于橢圓翅片熱管傳熱 性能好，對(duì)引風(fēng)機(jī)的余量要求較低，改造容易，不會(huì)影響鍋爐負(fù)荷。分離式橢圓翅片熱管換 熱器對(duì)大型發(fā)電機(jī)組節(jié)能、降低煤耗的工作起重要推動(dòng)作用。在燃料量不變的前提下，多獲 得電功，提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。分離式橢圓翅片熱管低壓省煤器可以降低鍋爐排煙溫度30 40°C，提高循環(huán)熱效率1%，降低發(fā)電煤耗3 4g/kwh，節(jié)能效果顯著。本發(fā)明可根據(jù)換熱量 需要選擇多組換熱單元，其布置方便，可以根據(jù)鍋爐尾部煙道的實(shí)際位置靈活布置，不影響 換熱效果，本發(fā)明簡(jiǎn)單易行、換熱效率高、阻力小且投資省。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式的分離式橢圓翅片熱管低壓省煤器， 它包括橢圓翅片熱管蒸發(fā)段管屏2、橢圓翅片熱管冷凝段管屏5、蒸氣導(dǎo)氣管4和回水管11， 所述橢圓翅片熱管蒸發(fā)段管屏2由多根平行設(shè)置的橢圓翅片熱管、凝結(jié)水入口聯(lián)箱2-1和 蒸汽出口聯(lián)箱2-2組成，橢圓翅片熱管蒸發(fā)段管屏2中的每根橢圓翅片熱管的兩端分別與 凝結(jié)水入口聯(lián)箱2-1和蒸汽出口聯(lián)箱2-2相通，所述橢圓翅片熱管冷凝段管屏5由多根平 行設(shè)置的橢圓翅片熱管、凝結(jié)水出口聯(lián)箱5-1和蒸汽進(jìn)口聯(lián)箱5-2組成，橢圓翅片熱管冷凝 段管屏5中的每根橢圓翅片管的兩端分別與凝結(jié)水出口聯(lián)箱5-1和蒸汽進(jìn)口聯(lián)箱5-2相 通，橢圓翅片熱管蒸發(fā)段管屏2的蒸汽出口聯(lián)箱2-2通過變徑管與蒸汽導(dǎo)氣管4連通，蒸汽 導(dǎo)氣管4通過變徑管與橢圓翅片熱管冷凝段管屏5的蒸汽進(jìn)口聯(lián)箱5-2連通，橢圓翅片熱 管冷凝段管屏5的凝結(jié)水出口聯(lián)箱5-1通過變徑管與回水管11連通，回水管11通過變徑 管與橢圓翅片熱管蒸發(fā)段管屏2的凝結(jié)水入口聯(lián)箱2-1連通。汽機(jī)凝結(jié)水換熱水箱7的一 個(gè)側(cè)壁上連接汽機(jī)凝結(jié)水入口管6，其另一個(gè)側(cè)壁上連接汽機(jī)凝結(jié)水出口管8，分離式橢圓 翅片熱管的蒸發(fā)段管屏2安裝在鍋爐煙道1中，橢圓翅片熱管冷凝段管屏5安裝在汽機(jī)凝 結(jié)水換熱水箱7中。橢圓翅片熱管外壁上沿其軸線設(shè)置間距為6 14mm橢圓翅片或矩形 翅片，煙氣的流動(dòng)方向與橢圓翅片或矩形翅片所在的平面平行，翅片表面鍍鋅和鎳基釬焊， 具有傳熱效率高，風(fēng)側(cè)阻力小的特點(diǎn)，相比相同周長(zhǎng)的圓管，傳熱系數(shù)提高15 20%，空氣 阻力降低40%。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式的分離式橢圓翅片熱管低壓省煤 器，它還包括排氣管10和排氣閥9，所述排氣閥9設(shè)置在排氣管10上，排氣管10位于導(dǎo)水 管11上方并與導(dǎo)水管11相通。通過排氣管10可以釋放冷凝段內(nèi)的不凝結(jié)氣體，以保證分 離熱管的傳熱性能。本實(shí)施方式的其他組成與連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式的分離式橢圓翅片熱管低壓省煤器，所述所述橢圓 翅片熱管為銅管或鋼管。本實(shí)施方式的其他組成與連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式的分離式橢圓翅片熱管低壓省煤器，所述鋼管為不 銹鋼管或ND鋼高頻電焊鋼管(09CrCuSb)。本實(shí)施方式的其他組成與連接關(guān)系與具體實(shí)施 方式一、二或三相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式的分離式橢圓翅片熱管低壓省煤器，所述橢圓翅片 熱管內(nèi)的傳熱介質(zhì)為純水和緩蝕劑的混合物。所述緩蝕劑是一種絡(luò)合物，它對(duì)碳酸鹽水垢 有很強(qiáng)的絡(luò)合增溶作用，防止水垢在橢圓翅片熱管表面析出。本實(shí)施方式的其他組成與連 接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一、二、三或四相同。工作原理本發(fā)明的橢圓翅片熱管蒸發(fā)段管屏2在鍋爐煙道1中吸收排煙余熱，橢 圓翅片熱管內(nèi)傳熱介質(zhì)吸熱發(fā)生相變，由液態(tài)變成氣態(tài)，水蒸汽通過導(dǎo)汽管4匯集到蒸汽 進(jìn)口聯(lián)箱5-2并引到橢圓翅片熱管冷凝段管屏5內(nèi)，橢圓翅片熱管內(nèi)的蒸汽凝結(jié)放熱，把汽 化潛熱傳送給由汽機(jī)低壓加熱器引出的部分或全部凝結(jié)水，汽機(jī)凝結(jié)水在凝結(jié)水換熱水箱 7中吸收汽化潛熱升溫后，通過凝結(jié)水管8回到汽機(jī)的回?zé)嵯到y(tǒng)中。循環(huán)往復(fù)實(shí)現(xiàn)熱量的 源源不斷的傳遞。分離式橢圓翅片熱管低壓省煤器的工質(zhì)進(jìn)出口聯(lián)結(jié)在汽機(jī)熱力系統(tǒng)的低 壓加熱區(qū)，即從某級(jí)低壓加熱器出來的凝結(jié)水部分或全部進(jìn)入布置在空氣預(yù)熱器后的分離 式橢圓翅片熱管低壓省煤器中加熱，加熱后的凝結(jié)水再返回低加系統(tǒng)。其節(jié)能原理是利用 鍋爐排煙余熱加熱凝結(jié)水，相當(dāng)于純熱量進(jìn)入熱力系統(tǒng)，根據(jù)等效熱焓降法分析，它排擠部 分加熱抽汽，在汽輪機(jī)內(nèi)繼續(xù)作功。本發(fā)明利用回收的熱量加熱汽機(jī)凝結(jié)水，提高機(jī)組熱效 率，降低發(fā)電煤耗。橢圓管呈流線型，在橫掠氣流中，流體分離點(diǎn)后移，從而減少了管后的漩渦區(qū)，另 外橢圓管前半部的邊界層比圓管薄，這些因素有利于增強(qiáng)傳熱和減少流阻，通常流速下比 圓形翅片管的流阻減低40%以上。在相同的條件下，橢圓管的傳熱周長(zhǎng)比圓管大，因此管 內(nèi)的熱阻小，有利于管內(nèi)介質(zhì)的傳熱，因此在相同流速下，橢圓翅片管的換熱系數(shù)可提高 15 20% ；在傳熱量相同的前提下橢圓管的傳熱面積比圓翅片管的面積減少15 20%。對(duì) 于同樣材料的翅片，矩形翅片比圓形翅片效率高8%，矩形翅片上的擾流孔可使橫掠氣流擾 動(dòng)，從而減薄管壁及翅片上的邊界層，強(qiáng)化管外側(cè)的換熱，橢圓矩形翅片管可以布置得緊 湊，占風(fēng)道的面積僅為圓管的80%，橢圓矩形翅片管順著流動(dòng)方向剛性好，垂直于流動(dòng)方向 又有一定的柔性，在橫掠氣流中誘導(dǎo)振動(dòng)的振幅小，抗熱應(yīng)力能力強(qiáng)；由于整體浸鋅，鋅填 充在翅片和橢圓管之間，既增加了橢圓管的承壓性，又消除了接觸熱阻，使翅片管的傳熱性 能大大改善，且橢圓翅片管抗腐蝕的能力增強(qiáng)，能夠在較惡劣的工況下長(zhǎng)期工作。
權(quán)利要求
一種分離式橢圓翅片熱管低壓省煤器，其特征在于它包括橢圓翅片熱管蒸發(fā)段管屏 (2)、橢圓翅片熱管冷凝段管屏(5)、蒸氣導(dǎo)氣管(4)和回水管(11)，所述橢圓翅片熱管蒸發(fā)段管屏(2)由多根平行設(shè)置的橢圓翅片熱管、凝結(jié)水入口聯(lián)箱(2-1)和蒸汽出口聯(lián)箱(2-2)組成，橢圓翅片熱管蒸發(fā)段管屏(2)中的每根橢圓翅片熱管的兩端分別與凝結(jié)水入口聯(lián)箱(2-1)和蒸汽出口聯(lián)箱(2-2)相通，所述橢圓翅片熱管冷凝段管屏(5)由多根平行設(shè)置的橢圓翅片熱管、凝結(jié)水出口聯(lián)箱(5-1)和蒸汽進(jìn)口聯(lián)箱(5-2)組成，橢圓翅片熱管冷凝段管屏(5)中的每根橢圓翅片管的兩端分別與凝結(jié)水出口聯(lián)箱(5-1)和蒸汽進(jìn)口聯(lián)箱(5-2)相通，橢圓翅片熱管蒸發(fā)段管屏(2)的蒸汽出口聯(lián)箱(2-2)通過變徑管與蒸汽導(dǎo)氣管(4)連通，蒸汽導(dǎo)氣管(4)通過變徑管與橢圓翅片熱管冷凝段管屏(5)的蒸汽進(jìn)口聯(lián)箱(5-2)連通，橢圓翅片熱管冷凝段管屏(5)的凝結(jié)水出口聯(lián)箱(5-1)通過變徑管與回水管(11)連通，回水管(11)通過變徑管與橢圓翅片熱管蒸發(fā)段管屏(2)的凝結(jié)水入口聯(lián)箱(2-1)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離式橢圓翅片熱管低壓省煤器，其特征在于它還包括排 氣管(10)和排氣閥(9)，所述排氣閥(9)設(shè)置在排氣管(10)上，排氣管(10)位于導(dǎo)水管 (11)上方并與導(dǎo)水管(11)相通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分離式橢圓翅片熱管低壓省煤器，其特征在于所述橢 圓翅片熱管為銅管或鋼管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離式橢圓翅片熱管低壓省煤器，其特征在于所述鋼管為 不銹鋼管或ND鋼高頻電焊鋼管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分離式橢圓翅片熱管低壓省煤器，其特征在于所述橢 圓翅片熱管內(nèi)的傳熱介質(zhì)為純水和緩蝕劑的混合物。
全文摘要
分離式橢圓翅片熱管低壓省煤器，涉及一種鍋爐余熱回收節(jié)能設(shè)備，具體涉及一種分離式橢圓翅片熱管低壓省煤器。本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的鍋爐低壓省煤器中換熱器體積大、阻力高，導(dǎo)致投資高且管排磨損嚴(yán)重的問題。本發(fā)明橢圓翅片熱管蒸發(fā)段管屏中多根平行設(shè)置的橢圓翅片熱管的兩端分別與相應(yīng)的凝結(jié)水入口聯(lián)箱和蒸汽出口聯(lián)箱相通，橢圓翅片熱管冷凝段管屏中多根平行設(shè)置的橢圓翅片熱管的兩端分別與相應(yīng)的凝結(jié)水出口聯(lián)箱和蒸汽進(jìn)口聯(lián)箱相通，蒸發(fā)段管屏的蒸汽出口聯(lián)箱與冷凝段管屏的蒸汽進(jìn)口聯(lián)箱通過蒸汽導(dǎo)氣管連通，冷凝段管屏的凝結(jié)水出口聯(lián)箱與蒸發(fā)段管屏的凝結(jié)水入口聯(lián)箱通過回水管連通。本發(fā)明尤其適用于電站鍋爐排煙余熱的利用。
文檔編號(hào)F28D15/02GK101881436SQ20101025082
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月11日
發(fā)明者楊利民, 鞠胤紅 申請(qǐng)人:黑龍江省電力科學(xué)研究院