[發明專利]應用在余熱鍋爐中的螺旋扁管

有效

• 申請號: 201010209117.2
• 申請日: 2010-06-24
• 公開（公告）號: CN101865623A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 連海峰;蔡麗萍
• 申請（專利權）人: 寧波連通設備制造有限公司
• 主分類號: F28F1/42
• 分類號: F28F1/42
• 代理公司: 寧波市天晟知識產權代理有限公司 33219
• 代理人: 張文忠

技術領域

本發明涉及一種熱交換裝置，具體地說是應用在余熱鍋爐中的螺旋扁管。

背景技術

我國政府計劃到2020年將碳排放量減少40％-45％，目前面臨著巨大的減排壓力。政府正在推行各項有利于節能減排的政策，其中余熱回收利用作為提高能源利用效率的有效途徑，國家出臺了多項政策鼓勵企業進行余熱回收利用。在節能、環保策的大力推動下，余熱鍋爐的需求迅猛增長，市場容量巨大。2008年國內余熱鍋爐企業銷售額約34億元，預計未來5年國內余熱鍋爐市場容量將達280億元，國際市場約400億元，共計約680億元，余熱鍋爐行業市場前景廣闊。

我國余熱資源非常豐富，特別是在石油和石化、鋼鐵、有色、化工、水泥、建材、輕工、煤炭等行業，余熱資源約占燃料消耗總量的17％-67％，其中可回收利用的余熱資源約占余熱總資源的60％。目前我國余熱資源利用比例低，大型鋼鐵企業余熱利用率約為30％-50％，其他行業更低，余熱利用效率提升潛力大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀，而提供應用在余熱鍋爐中的螺旋扁管，有效提高余熱鍋爐的熱能利用效率。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：應用在余熱鍋爐中的螺旋扁管，包括扁管本體和位于扁管本體兩端的兼作進口的第一管接口和兼作出口的第二管接口，其中：扁管本體成環形或規則曲線形狀固定安裝在換熱面中，扁管本體包含至少一個螺旋部，螺旋部沿軸線任一質點的橫截面呈螺旋漸變的橢圓形或長圓形。

為優化上述技術方案，采取的措施還包括：

上述的螺旋部為左旋部或右旋部。

上述的螺旋部之間設置有過渡段，所述的過渡段是截面呈橢圓形或長圓形的直管或彎管。

上述的過渡段位于左旋部和右旋部之間。

上述的換熱面包括煙氣通道，以及沿煙氣通道設置的水保護段、過熱器、蒸發器和省煤器。

上述的扁管本體通過管接口與彎頭、集合管、彎管或直管相連接，成環形或規則曲線形狀固定設置在水保護段、過熱器、蒸發器和省煤器內。

上述的省煤器和水保護段之間設置有鍋筒。鍋筒將通入的水和汽分離。

上述的扁管本體由左旋部組成或者由右旋部組成或者由左旋部、過渡段和右旋部相結合組成。

與現有技術相比，本發明的應用在余熱鍋爐中的螺旋扁管是一種新型的換熱元件，它以圓管為基管，經壓扁后扭曲成型，其螺旋部沿軸線任一質點的橫截面呈螺旋漸變的橢圓形或長圓形，管內流道因管子的扭曲而呈螺旋狀。呈螺旋狀的螺旋扁管管內腔壁和管外周壁的表面積比起標準的直管要大的多，使得受熱的熱交換面積大大增加，位于螺旋扁管管內腔受熱介質熱交換效率大大提高。管內管外處于螺旋流動，流體在管內和管外大體呈縱向流動，同時伴隨有橫向螺旋運動，這種流速和流向的周期性改變加強了流體的軸向混合和湍流度，從而強化了傳熱。實驗研究表面：螺旋扁管內外膜傳熱系數比光管的內外膜傳熱系數大幅度提高，雷諾數低時最為明顯，達到2-4倍，隨著雷諾數的增大效果略微降低，通常也可提高傳熱系數1.5倍以上。該應用了螺旋扁管的余熱鍋爐結構緊湊、體積小，吊裝方便；節省材料，造價低，大幅度提高換熱效率，可廣泛應用于石油化工、電力、鋼鐵、有色、化工、水泥、建材、輕工、煤炭等行業。

附圖說明

圖1是本發明實施例的結構示意圖；

圖2是圖1的原理示意圖；

圖3是圖1中螺旋扁管的結構示意圖；

圖4是圖3中的G處放大視圖；

圖4a是圖4中的A-A向剖視圖；

圖4b是圖4中的B-B向剖視圖；

圖4c是圖4中的C-C向剖視圖；

圖4d是圖4中的D-D向剖視圖；

圖5是圖3中的F處放大視圖；

圖5a是圖5中的A-A向剖視圖；

圖5b是圖5中的B-B向剖視圖；

圖5c是圖5中的C-C向剖視圖；

圖5d是圖5中的D-D向剖視圖；

圖6是圖3中的E-E向剖視圖；

圖7是余熱鍋爐中管道的結構示意圖；

圖8是圖7的右視圖；

圖9是圖7的A-A向剖視圖；

圖10是本發明應用于煙道式余熱鍋爐的結構示意圖；

圖11是本發明應用于管殼式余熱鍋爐的結構示意圖；

圖12是管殼式余熱鍋爐本體的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的實施例作進一步詳細描述。

圖1至圖12所示為本發明的結構示意圖。