[實(shí)用新型]一種深井煤礦高效換熱器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320308495.5
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN203443414U
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李權(quán);何滿潮;郭平業(yè);尤天運(yùn);藍(lán)月華;梁榮武;李伯周
• 申請（專利權(quán)）人: 茂名市茂港電力設(shè)備廠有限公司
• 主分類號: F28D7/10
• 分類號: F28D7/10
• 代理公司: 東莞市華南專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44215
• 代理人: 雷利平

技術(shù)領(lǐng)域

?本實(shí)用新型涉及換熱器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種深井煤礦高效換熱器。

背景技術(shù)

煤礦是當(dāng)今世界最主要的礦石能源，以我國發(fā)電裝機(jī)為例，燃煤機(jī)組占全部裝機(jī)容量約80%。煤礦資源隨著開采強(qiáng)度和范圍的增大，淺部資源越來越少，深部煤礦資源將是我國未來主體能源的后備保障。

隨著開采深度的不斷增加，原巖溫度不斷升高，開采與掘進(jìn)工作面的高溫?zé)岷θ找鎳?yán)重。這種高溫環(huán)境使得井下作業(yè)人員體能下降、工作效率嚴(yán)重降低，易產(chǎn)生高溫中暑、熱暈并誘發(fā)其他疾病以及神經(jīng)中樞系統(tǒng)失調(diào)，從而造成職工防護(hù)能力降低，嚴(yán)重影響生產(chǎn)安全。因此，必須要盡快研制出一種適用于深井煤礦的高效換熱器，以解決深井煤礦的熱害問題。

換熱器是深井煤礦開采中的關(guān)鍵設(shè)備，基于水資源、節(jié)能和煤礦開采安全等的綜合考慮，我國在開采的深井煤礦以水為介質(zhì)，通過熱交換方式冷卻開采工作面。現(xiàn)大多數(shù)深井煤礦中使用的換熱器多為傳統(tǒng)管殼式換熱器，該種換熱器在殼程設(shè)置若干塊折流板，使流體高速橫向沖刷管束，從而提高傳熱效果。但折流板換熱器有幾個(gè)致命缺陷：在殼側(cè)存在大量流動(dòng)死區(qū)，使有效傳熱面積減少25～30%；流體的橫向沖刷使管束產(chǎn)生誘導(dǎo)振動(dòng)，形成管頭松動(dòng)或管子斷裂，設(shè)備壽命周期短；殼側(cè)流動(dòng)阻力大，增加工業(yè)水泵的能耗；污垢容易沉積，導(dǎo)致傳熱效果惡化。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種深井煤礦高效換熱器，該深井煤礦高效換熱器可大大減少傳熱死區(qū)，大幅度減少流體因多次反復(fù)折流而損失的殼程壓降，提高傳熱效率。

本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

提供一種深井煤礦高效換熱器，包括水箱、連接于水箱的導(dǎo)流筒、連接于導(dǎo)流筒的殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有管束，管束包括多個(gè)換熱管和用于固定多個(gè)換熱管的固定件，沿管束軸向間隔設(shè)有橫向湍流機(jī)構(gòu)和縱向湍流機(jī)構(gòu),橫向湍流機(jī)構(gòu)和縱向湍流機(jī)構(gòu)均包括用于支撐換熱管的折流桿和用于固定折流桿的折流圈，折流桿與換熱管平行設(shè)置，折流桿的直徑等于相鄰兩根換熱管之間的間隙；相鄰兩根折流桿之間設(shè)置有湍流桿，湍流桿上設(shè)置有微擾流件。

其中，微擾流件均勻分布于湍流桿上。

其中，相鄰的兩個(gè)橫向湍流機(jī)構(gòu)設(shè)置一個(gè)縱向湍流機(jī)構(gòu)。

其中，深井煤礦高效換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)置為左右對稱結(jié)構(gòu)。?

其中，折流桿的直徑大于湍流桿的直徑。

其中，水箱底部設(shè)置有支撐腳。

本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型通過沿管束軸向間隔設(shè)有橫向湍流機(jī)構(gòu)和縱向湍流機(jī)構(gòu),基于流體動(dòng)力學(xué)原理，橫向湍流機(jī)構(gòu)和縱向湍流機(jī)構(gòu)均間隔交替分布有換熱管支承桿和湍流桿以及設(shè)置在湍流桿上的微擾流件，湍流桿結(jié)構(gòu)以桿式支撐替代原弓形擋板，相鄰的湍流機(jī)構(gòu)相互橫、豎垂直分布，取代折流板作換熱管之間的支撐物，使殼程流體由橫向流動(dòng)變?yōu)槠叫辛鲃?dòng)，不僅大大減少了傳熱死區(qū)，而且大幅度減少了流體因多次反復(fù)折流而損失的殼程壓降；還可使對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)穩(wěn)定在某個(gè)數(shù)值，實(shí)現(xiàn)低雷諾數(shù)下液體的微尺度流動(dòng)與傳熱，大大增加本實(shí)用新型的傳熱效率。

附圖說明

利用附圖對實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對本實(shí)用新型的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是橫向湍流機(jī)構(gòu)的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是縱向湍流機(jī)構(gòu)的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1至圖3中包括有：

水箱1；

導(dǎo)流筒2；

殼體3；

換熱管4；

橫向湍流機(jī)構(gòu)5；

縱向湍流機(jī)構(gòu)6；

折流桿7；

湍流桿8；

微擾流件9；

支撐腳10。

具體實(shí)施方式

結(jié)合以下實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。

本實(shí)施例的一種深井煤礦高效換熱器，如圖1至圖3所示，包括水箱1、連接于水箱1的導(dǎo)流筒2、連接于導(dǎo)流筒2的殼體3，殼體3內(nèi)設(shè)置有管束，管束包括多個(gè)換熱管4和用于固定多個(gè)換熱管4的固定件，沿管束軸向間隔設(shè)有橫向湍流機(jī)構(gòu)5和縱向湍流機(jī)構(gòu)6,橫向湍流機(jī)構(gòu)5和縱向湍流機(jī)構(gòu)6均包括用于支撐換熱管4的折流桿7和用于固定折流桿7的折流圈，折流桿7與換熱管4平行設(shè)置，折流桿7的直徑等于相鄰兩根換熱管4之間的間隙；相鄰兩根折流桿7之間設(shè)置有湍流桿8，湍流桿8上設(shè)置有微擾流件9。

其中，微擾流件9均勻分布于湍流桿8上。