[實用新型]一種具有螺旋混流功能的熱交換U形管

有效

• 申請號: 201420703417.X
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN204268942U
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發明（設計）人: 王志健
• 申請（專利權）人: 常州常寶精特能源管材有限公司
• 主分類號: F28F1/00
• 分類號: F28F1/00;F28F13/12
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 周祥生

技術領域：

本實用新型涉及一種火力發電和核能發電系統中的高壓蒸汽鍋爐，尤其涉及高壓蒸汽鍋爐中的熱量交換U形管。

背景技術：

高壓蒸汽鍋爐是火力發電機組汽水系統中必不可少的關鍵設備，其作用是利用推動發電機組發電做功后的蒸汽加熱進入鍋爐的給水，實現余熱的二次利用，從而提高整個發電機組的熱量利用效率，降低能耗，減少排放，保護環境。熱交換U形管是決定高壓給水加熱器熱交換性能的關鍵核心部件，它的結構性能直接影響到蒸汽鍋爐的熱量利用效率。隨著國家節能減排、保護環境的要求日益增高，尤其是對于大容量、高參數的超臨界、超超臨界的火力發電機組已經成為當前火力發電的重點發展方向，進一步提高高壓蒸汽鍋爐的熱利用效率勢在必行，因此，這就對高壓蒸汽鍋爐中的熱量交換U形管提出了更高的要求。

目前，所用的熱量交換U形管是由無縫鋼管彎曲而成，其熱交換方式是通過高壓高溫蒸汽對管體加熱，熱量再通過管體對管體內流動的水進行加熱，在進行熱交換時，由于管體內的水是沿管體內腔直線流動，靠近U形管壁體的水溫高，而處于管體內孔中心位置的水溫較低，在同等流量條件下，在單位時間內管體內的流水吸取的熱量沒有達到最大化，這就影響到U形管的熱量交換效率。這是目前高壓蒸汽鍋爐熱量交換效率沒有提高的主要原因之一。

鑒于此，申請人憑借多年從事本行的實踐和經驗，經過潛心研究，設計出一種具有螺旋混流功能的熱交換U形管。

實用新型內容：

為了進一步提高熱交換U形管的熱交換效率，本實用新型提供了一種具有螺旋混流功能的熱交換U形管，它能將給水加熱器內的高溫蒸汽與無縫鋼管內的冷水熱交換完全，熱量利用效率高，能耗低。

本實用新型采取的技術方案如下：

一種具有螺旋混流功能的熱交換U形管，其特征是：包括管體和柔性混流棒，在管體的內孔的進水端設有限位臺階孔，柔性混流棒由通水盤、軸芯、左旋混流片和右旋混流片組成，左旋混流片和右旋混流片均按螺旋方式沿軸向設置在軸芯上，軸芯的一端與通水盤固定相連，通水盤卡裝在限位臺階孔內，左旋混流片和右旋混流片的外徑與管體的內孔孔徑相對應，柔性混流棒的長度與管體的長度相對應。

進一步，左旋混流片和右旋混流片為連續的分布螺旋片狀。

進一步，左旋混流片和右旋混流片為間斷分布的螺旋片狀。

進一步，通水盤由定位圈、三根以上徑向撐桿和匯集內圈組成，徑向撐桿沿周向等份地設置在定位圈和匯集內圈之間，軸芯的外露端與通水盤的匯集內圈固定相連。

進一步，所述柔性混流棒由耐高溫的增強尼龍材料制成。

由于在管體的內孔中安裝柔性混流棒，在柔性混流棒的軸芯上設有具有混合功能的左旋混流片和右旋混流片，當帶壓冷水從管體的進水端壓入后，在左旋混流片和右旋混流片的作用下，管體內的水流不斷改變流向，這樣管體內的水流就得到了充分混合，因此帶壓冷卻水能與管體充分接觸吸熱，從而提高吸熱效果，冷卻水進入U形無縫鋼管的管體內時，水會呈螺旋狀混流，管體內中心部分的水沿著柔性混流棒的螺旋葉片轉動，這樣就使得管體內的水與管體外的熱蒸汽均勻同步熱交換，消除管體內水溫的梯度差，即位于管體中心的水與位于管體四周的水溫度相同，它能從管體外的熱蒸汽中吸收更多的熱量，提高了熱量利用效率，從而大幅度提高發電系統中的高壓蒸汽鍋爐的熱量利用效率。經實際試驗測定，采用本實用新型的高壓蒸汽鍋爐的熱量利用效率比現有技術提高10％～12％，節能效果顯著，經濟效益和社會效益都十分明顯。

附圖說明：

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為柔性混流棒在管體進水端的安裝結構示意圖；

圖3為圖2的仰視圖；

圖4為通水盤的結構示意圖；

圖5為圖4中的A-A剖視圖；

圖中：1-管體；2-柔性混流棒；11-內孔；12-限位臺階孔；21-通水盤；22-軸芯；23-左旋混流片；24-右旋混流片；211-定位圈；212-徑向撐桿；213-匯集內圈。

具體實施方式：

下面結合附圖說明本實用新型的具體實施方式：