一种用于锅炉的翅片式内螺旋管换热器

摘要

本发明公开了一种用于锅炉的翅片式内螺旋管换热器，属于换热设备技术领域，包括换热管、翅片及螺旋通道，换热管包括外壁面和内壁面，换热管的管壁外设有翅片，翅片为螺旋结构，通过缠绕固定于换热管上，换热管的外壁面和内壁面之间形成了供第一液体通过的空间，该空间的底部设有第一液体进口和顶部设有第一液体出口，换热管的管壁内设有供第二液体通过的螺旋通道，螺旋通道的顶部为第二液体进口和底部为第二液体出口，采用本发明的技术方案，能够将高温尾气的热量相比较于传统的换热器更多的利用起来，并且使高温尾气的排放温度更低，从而达到节能环保的目的，具有结构简单、加工成本低及节能环保的特点。

说明书

技术领域

本发明属于换热设备技术领域，具体涉及一种用于锅炉的翅片式内螺旋管换热器。

背景技术

换热器由于其结构坚固、使用弹性大、适应性强等特点在化工、石油、电力等方面应用广泛,随着微电子、医疗、航空航天等方面的特殊要求而向小型化发展,换热器在设计方法、结构形式、材料参数等方面均有很大的改进空间。现阶段对于列管式换热器的研究多从管内对流换热强化入手,其机理主要是:在进行换热时,热阻主要集中在边界层,强化换热的关键是要减薄或破坏边界层,达到强化换热的目的。

燃煤火力发电厂排烟热损失是电站锅炉各项热损失中最大的一项，一般为5%～8%，占锅炉总热损失的80%或更高。影响排烟热损失的主要因素是锅炉排烟温度，一般情况下，排烟温度每升高20℃，排烟热损失增加。目前传统的换热器回收高温尾气的热量有限，致使一部分热量损失，造成了能源的浪费，同时高温尾气排放的温度也过高。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于锅炉的翅片式内螺旋管换热器，它能够将高温尾气的热量相比较于传统的换热器更多的利用起来，并且使高温尾气的排放温度更低，从而达到节能环保的目的。

所述的一种用于锅炉的翅片式内螺旋管换热器，其特征在于包括换热管、翅片及螺旋通道，所述换热管包括外壁面和内壁面，所述换热管的管壁外设有翅片，所述翅片为螺旋结构，通过缠绕固定于换热管上，所述换热管的外壁面和内壁面之间形成了供第一液体通过的空间，所述空间的底部设有第一液体进口和顶部设有第一液体出口，所述换热管的管壁内设有供第二液体通过的螺旋通道，所述螺旋通道的顶部为第二液体进口和底部为第二液体出口。

所述的一种用于锅炉的翅片式内螺旋管换热器，其特征在于所述螺旋通道设置于换热管的外壁面上，所述螺旋通道通过焊接固定于换热管的外壁面。

所述的一种用于锅炉的翅片式内螺旋管换热器，其特征在于所述翅片通过焊接固定于换热管。

所述的一种用于锅炉的翅片式内螺旋管换热器，其特征在于所述第一液体和第二液体均为锅炉中待加热的介质。

与现有技术相比较，本发明的有益效果：

1）采用本发明的技术方案，能够将高温尾气的热量相比较于传统的换热器更多的利用起来，并且使高温尾气的排放温度更低，从而达到节能环保的目的；

2）本发明设置的翅片，使得冷却气体会顺着翅片弯曲的方向前进，使得冷却气体的绕体运动的脱体角度α变大为120-140°，脱体角度变大，冷却气体便可以更好的冷却至换热管的背面，并且在背面气流脱体后产生的脱体扰流也会更加集中，从而增加换热器的换热效果；

3）本发明设置的螺旋通道，使得两股冷却液体为对流模式进行冷却吸热，对流模式设置使得两种液体和高温尾气的换热效果更好；

4）本发明具有结构简单、加工成本低及节能环保的特点。

附图说明

图1为本发明的外部结构示意图；

图2为本发明的脱体角度结构示意图；

图3为本发明中换热管内的螺旋通道结构示意图；

图4为本发明换热器的整体结构示意图。

图中：1-换热管；2-翅片；3-螺旋通道；4-第一液体进口；5-第一液体出口；6-第二液体进口；7-第二液体出口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但本发明所保护的范围不限于所述范围。

如图1-4所示，一种用于锅炉的翅片式内螺旋管换热器，包括换热管1、翅片2及螺旋通道3，换热管1包括外壁面和内壁面，换热管1的管壁外设有翅片2，翅片2为螺旋结构，通过缠绕焊接固定于换热管1上，本发明设置的翅片2，冷却气体从外侧顺着换热管1横掠过管面时，由于翅片2的作用，冷却气体会产生剧烈的扰动，从而大大增加了换热效果，并且由于翅片2为螺旋结构，缠绕于换热管1，使得冷却气体会顺着翅片2弯曲的方向前进，使得冷却气体的绕体运动的脱体角度α会更大，流体沿着垂直于管子轴线的方向流过管子表面，会发生绕流脱体现象，其中流体脱体点与来流流体方向的夹角称为脱体角度α。

在没有添加翅片2时，脱体角度α为0-80°，添加了翅片2后，雷诺数增加使得脱体角度α增大至120-140°，而一旦脱体角度变大，那么冷却气体便可以更好的冷却至换热管1背对着冷却气体的一面，并且在背面气流脱体后产生的脱体扰流也会更加集中，从而增加换热器的换热效果。

本发明的一种用于锅炉的翅片式内螺旋管换热器，换热管1的内壁面和外壁面之间形成了供第一液体通过的空间，该空间底部设有第一液体进口4，且其顶部设有第一液体出口5，第一液体进口4和第一液体出口5相贯通。

本发明的一种用于锅炉的翅片式内螺旋管换热器，换热管1内的管壁内设有供第二液体通过的螺旋通道3，螺旋通道3的顶部为第二液体进口6，且其底部为第二液体出口7，螺旋通道3通过焊接固定于换热管1的外壁面。

本发明的一种用于锅炉的翅片式内螺旋管换热器，第一液体和第二液体均为锅炉待加热的工质。

具体地，高温尾气从换热管1的内壁面通过时，待加热的第二液体通过第二液体进口6流入螺旋通道3，待加热的第一液体从第一液体进口4流入，由于螺旋通道3焊接于换热管1，所以第一液体进入后也会随着扁平的螺旋通道3前进，两股冷却液体为对流模式进行冷却吸热，对流模式设置使得两种液体和高温尾气的换热效果更好，第一液体的入口温度较低，在第二液体和管内高温尾气的影响下温度迅速升高，充分利用了高温尾气的热量目，并且使得尾气的温度下降到规定温度；与此同时，换热管1的外部，冷却气体从外侧顺着换热管1横掠过管面，冷却气体会由于翅片2产生剧烈的扰动，在管壁间内的冷却液发生相变之前，将多余的热量带走，使得冷却液的最高温度维持在它们的饱和温度之下，充分利用高温尾气中的热量，并且使得高温尾气的温度进一步下降。

低压锅炉到高压锅炉的蒸汽温度大约为400-500℃，当高温尾气从换热器的换热管1内中通过时，如果只有单个内螺旋通道3而无翅片2，很容易为了将高温尾气的温度降低到200℃以下，导致第一冷却液和第二冷却液发生相变换热，从而导致出口的冷却液变成了蒸汽，收集起来以后由于冷却蒸汽的温度远远低于锅炉中的蒸汽温度，导致压力也远远小于锅炉中的压力，使得冷却蒸汽并不能直接投放至锅炉中继续加热，而是需要重新加压，导致需要额外的能量消耗，不符合环保节能的原则。