锅炉热管换热器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种锅炉热管换热器，其钢－水重力热管（１）的烟气侧肋片（２）仅设置在管子松散性积灰严重区域，肋片沿热管纵向延伸，且位于过管子中心线平行于烟气流的平面内。由于管子严重积灰区域被扩展受热面所占据，且扩展受热面受到最有利的冲刷，从而可以减少积灰。此外，带此种扩展受热面的错列管束阻力比带横向肋片错列管束阻力小。本实用新型专利技术尤其适用于解决电站锅炉低温段空气预热器的漏风，低温粘结积灰和腐蚀问题。（*该技术在1999年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及由钢－水重力热管、中隔板、冷端支持板、热端支持定位板、密封外壳组成的热管换热器。锅炉尾部受热面尤其是空气予热器漏风、腐蚀、积灰、磨损十分严重。用热管换热器作锅炉低温段空气予热器可以彻底地解决漏风问题。苏联在这方面作了较多的工作。“热能动力学”1964年第10期和“动力工作者”70年12期，分别公开了一种上述锅炉热管换热器。其钢－水重力热管不带扩展受热面，没有采取强化传热措施，因而体积较大；另外它是用改变各排热管管径来调节管壁温度，使管壁温度高于烟气酸露点或避开烟气对金属的最大腐蚀区，但调节壁温幅度有限。这些年来，除苏联以外的国家对锅炉热管换热器作了改进，例如，日本专利公开说明书JP、特开昭61－186785就公开了这样的改进方法，采用了扩展受热面结构，在加热侧和冷却侧加装环形肋片。且肋片之间间距很小。此外也有在加热侧和冷却侧加装螺旋线状肋片。目前，烟气侧带环形肋片的锅炉热管换热器的实践表明，该种扩展受热面用在含灰气流中积灰是很严重的。当烟气速度为9米／秒时，环状肋片管灰污系数比光管灰污系数大近10倍。另外此种扩展受热面烟气侧阻力较大。本技术的目的是提供一种积灰少、体积小、阻力小的锅炉热管换热器。为达到上述目的，本技术的解决方案是对于烟气和冷端流体横向冲刷钢－水重力管的热管换热器，其热管烟气侧的肋片设置在过管子中心线平行于烟气流的平面内，肋片沿热管纵向延伸。上述方案中，该肋片可以仅设置在热管1烟气侧背风面，也可以设置在热管1烟气侧的背风面和迎风面。为达到更好的效果，纵向肋片可以分成几段。此外，该肋片的横断面形状可以是梯形、矩形和近似流线形的，肋片高度与管子外径之比为0.7－0.8。在上述解决方案中，由于热管烟气侧的扩展受热面设置在烟气积灰最严重区域，则管子严重积灰区域被扩展受热面所占据；又由于扩展受热面在过管子中心线平行于烟气流的平面内，扩展受热面受到最有利的冲刷，因此积灰少，传热系数大、体积小。当烟气速度较高时，由于迎风面积灰较少，且在锅炉常用速度范围内，迎风面局部传热系数在沿管园周各个方位中是最大的部位。因此扩展受热面仅设置在烟气侧管子的背风面，此方案也可用于热管换热器烟气温度较高的锅炉或锅炉区段，这时冷端流体侧采用较多的扩展受热面，使热管工作温度保持在廉价的水作工质的热管允许工作温度范围之内。锅炉热管换热器扩展受热面也可以设置在管子背风面和迎风面，此方案可用于需要提高热管管壁温度场合时。当肋片横断面形状是矩形或梯形时，在肋片根部将有少量积灰，从减少积灰要求考虑，肋片横断面形状为近似流线形时，最为有利。对于电站锅炉热管换热器，由于低温粘结积灰对锅炉安全工作有重大的影响，当管壁温度低于酸露点时，肋片横断面形状为近似流线形时，是最为适宜的。此外，带此种扩展受热面的错列管束阻力约为带横向肋片错列管束的一半。本技术锅炉热管换热器比苏联的锅炉热管换热器管壁温度调节范围大，当作为锅炉低温段空予器时，可使换热器大部分管排在酸露点以上，少部分管排也可避开低温段最大腐蚀区，这将大大减轻腐蚀和减少低温粘结积灰。以下结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。附图说明图1是本技术结构原理示意图。图2是本技术第一种实施例热管元件烟气侧横剖面图。图3是第二实施例热管元件烟气侧横剖面图。图4是第三实施例热管元件烟气侧横剖面图。图5是第四实施例热管元件烟气侧横剖面图。在图1所示本技术结构原理示意图中，A为热管换热器烟气流动方向，B为冷端流体流动方向。热烟气横向冲刷钢－水重力热管，将热量传给了热管工质，热管倾斜安装，空气侧要高于烟气侧，其中心线与水平面夹角不低于5°，工质以蒸发－冷凝过程在内部反复循环，不断将热端的热量传至冷却端，从而完成将烟气热量传至冷却流体的传热过程。热管冷端有螺丝(5)，同螺母(9)、弹簧垫圈(10)连接，把热管元件固定在中隔板(6)和冷端支持板(7)上。焊在热管管子上的法兰(3)和中隔板(6)之间，装密封圈和垫片。中隔板(6)、冷端支持板(7)、热端支持定位板(8)固定在密封外壳(11)的构架上，烟气和冷端流体流动方向的两个侧面及端面都用密封外壳(11)护板使流体与环境隔开。从图1可知热管烟气侧的肋片沿纵向布置在热管表面，并分成几段，且仅设置在过管子中心线，平行于烟气流的平面内。图2给出了本技术第一个实施例，其中肋片(2)仅设置在热管管子烟气侧背风面，肋片横断面形状为矩形，高度与管子外径之比为0.7～0.8，肋片厚度与管子外径之比一般为0.08～0.12，肋片分成几段，肋片零件可用扁钢或钢板制造，肋片必须平整，肋片焊接在管子上，肋片与热管热段端部之间必须留有膨胀间隙。在图3实施例中采用了梯形断面的肋片，肋片高度与管子外径之比为0.7～0.8，梯形窄底边线与管子直径之比为0.08～0.12，梯形斜度一般为0.08～0.1，肋片零件可用园钢轧制而成。在图4实施例中，肋片断面两边线为肋片顶点到管子外径的切线，肋片高度与管子外径之比为0.7～0.8，为减轻重量，肋片中间可以是空的，肋片零件外形制造应考虑焊缝所占几何位置和其顶部上工艺园角，焊接完成后，应把焊缝打磨平整成近似流线形。此外，在烟气温度较低部位，重力热管除了在背风面设置肋片外，还需在迎风面设置肋片，如图5所示，在这种情况下，肋片横断面形状也可取图3或图4所示的形状。当然，采用其它形状的肋片也落在本技术的构思之中。权利要求1.一种锅炉热管换热器，烟气和冷端流体横向冲刷其钢-水重力热管管束，热管烟气侧上设置有肋片，其特征在于肋片(2)设置于过管子中心线、平行于烟气流的平面内，肋片(2)沿热管(1)纵向延伸。2.根据权利要求1所述的锅炉热管换热器，其特征在于上述肋片(2)仅设置在热管(1)烟气侧背风面。3.根据权利要求1所述的锅炉热管换热器，其特征在于上述肋片(2)设置在热管(1)烟气侧的背风面和迎风面。4.根据权利要求1、2或3所述的锅炉热管换热器，其特征在于上述肋片沿纵向分成几段。5.根据权利要求1、2或3所述的锅炉热管换热器，其特征在于肋片形状可以是矩形、梯形或近似流线形。6.根据权利要求5所述的锅炉热管换热器，其特征在于肋片高度与管子外径之比为0.7～0.8。专利摘要本技术公开了一种锅炉热管换热器，其钢-水重力热管(1)的烟气侧肋片(2)仅设置在管子松散性积灰严重区域，肋片沿热管纵向延伸，且位于过管子中心线平行于烟气流的平面内。由于管子严重积灰区域被扩展受热面所占据，且扩展受热面受到最有利的冲刷，从而可以减少积灰。此外，带此种扩展受热面的错列管束阻力比带横向肋片错列管束阻力小。本技术尤其适用于解决电站锅炉低温段空气预热器的漏风，低温粘结积灰和腐蚀问题。文档编号F22D1/00GK2056744SQ89219488公开日1990年5月2日 申请日期1989年11月14日 优先权日1989年11月14日专利技术者刘志敏, 韩小山, 黄海涛, 王礼 申请人:刘志敏, 韩小山, 黄海涛, 王礼本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锅炉热管换热器，烟气和冷端流体横向冲刷其钢—水重力热管管束，热管烟气侧上设置有肋片，其特征在于：肋片（２）设置于过管子中心线、平行于烟气流的平面内，肋片（２）沿热管（１）纵向延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志敏，韩小山，黄海涛，王礼，侯坤祺，郭舜，
申请(专利权)人：刘志敏，韩小山，黄海涛，王礼，侯坤祺，郭舜，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]