[發明專利]熱交換器

在審

• 申請號: 201480057683.2
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN105659048A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 沖本貴寬;菅沼直樹;工藤敏文;山田哲也;北田昌司
• 申請（專利權）人: 三菱日立電力系統株式會社
• 主分類號: F28F9/00
• 分類號: F28F9/00;F22B37/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 雒運樸

技術領域

本發明涉及一種設置于鍋爐等中且在傳熱管組之間設有共鳴防止擋 板的熱交換器。

背景技術

在鍋爐等中，在形成燃燒氣體的流路的管道殼體中設有過熱器、再熱 器、節煤器等熱交換器。這些熱交換器的多個傳熱管設于管道殼體中，在 該傳熱管中流動的水等介質被燃燒氣體加熱而轉化成蒸氣。該蒸氣向蒸氣 渦輪輸送，被用作發電動力。該多個傳熱管的軸向配置為將燃燒氣體的流 路橫切的方向，并且相互隔開間隔地并排配置。

傳熱管在形成燃燒氣體的流路的管道壁的內部沿與燃燒氣體g正交的 方向配置。圖4示出了在形成燃燒氣體g的流路的管道壁100的內部傳熱 管102在燃燒氣體g的流路中呈格子狀配置示例，圖5示出了傳熱管102 呈交錯狀配置的示例。

如圖6所示，當在這樣的傳熱管組中流動有燃燒氣體g時，在傳熱管 102的尾流中周期地產生卡門渦旋e。卡門渦旋e的產生頻率fk(Hz)由 下式來表示。

fk＝St·V/D(1)

此處，St：斯特魯哈爾數

V：最小間隙流速(傳熱管間的流速)

D：傳熱管的外徑

另一方面，在與燃燒氣體流正交并且與傳熱管的軸向正交的管道壁間 具有由燃燒氣體g的物性決定的固有的振動模式。該固有振動頻率fn(Hz) 由下式來表示。

fn＝n·c/2L(2)

此處，n＝1，2，3，…

c：音速(取決于燃燒氣體g的溫度。)

L：管道壁100間的寬度

圖7示出了n＝1的1次模式時的振動模式(v表示速度成分，p表示 壓力成分。)。因此，當產生頻率fk與固有振動頻率fn(n＝1，2，3，…) 的任一方一致時，會產生共鳴狀態，產生被稱為罐響(缶鳴り)的過大的 噪聲。

罐響防止的普遍的對策為，在傳熱管組之間沿著燃燒氣體流配置板狀 的共鳴防止擋板，使固有振動頻率fn上升，由此來避免共鳴。

圖8示出了設有上述共鳴防止擋板104的示例。在圖8中，由管道壁 100形成了燃燒氣體g的流路。傳熱管102在燃燒氣體g的流路中沿與燃 燒氣體g的流動方向正交的方向配置。共鳴防止擋板104在傳熱管102之 間沿著燃燒氣體g的流動方向配置。

在專利文獻1以及專利文獻2中公開了如下的結構，即，在被熱交換 氣體的流路中并排配置有多個傳熱管的熱交換器中，在傳熱管之間沿著被 熱交換流體的流動方向設有共鳴防止擋板。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開昭59-012293號公報

專利文獻2：日本特開平05-141891號公報

發明內容

發明所要解決的課題

然而，以往的共鳴防止擋板具有較大的重量，從而存在為了將重量較 大的共鳴防止擋板固定于被熱交換流體的流路中，花費大量的工時以及費 用這樣的問題。

鑒于上述的現有技術的課題，本發明的目的在于，使共鳴防止擋板的 結構及其安裝所需的作業簡化并且低成本化。

用于解決課題的方案

為了達到所述目的，本發明的一實施方式所涉及的熱交換器具有：多 個傳熱管，其軸向配置為將被熱交換流體的流路橫切的方向，并且相互隔 開間隔地并排配置；以及板狀的共鳴防止擋板，其在多個所述傳熱管之間 沿著被熱交換流體的流動方向設置，所述熱交換器的特征在于，所述共鳴 防止擋板由金屬箔構成。

共鳴防止擋板具有如下作用，即，使形成被熱交換流體的流路的管道 壁間產生的固有振動頻率fn上升，從而使該固有振動頻率fn與因在傳熱 管的尾流中產生的卡門渦旋e而產生的頻率fk不同。

為了使固有振動頻率fn上升，只要將被熱交換流體的流路分隔形成被 熱交換流體的粒子速度＝0的邊界即可。因此，即使是像金屬箔那樣的較 薄的隔板也能夠得到上述作用。

根據本發明的一實施方式，通過由金屬箔構成共鳴防止擋板能夠使共 鳴防止擋板輕量化。因此，能夠節省材料費，而且能夠使共鳴防止擋板的 安裝以及更換所需的作業簡化并且低成本化。

在本發明的一實施方式中，所述熱交換器還具備固定于金屬箔的外緣 部的剛性框體。