一种换热装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种换热系数高、结构紧凑、阻力小并适应各种热负荷变化的换热装置，包括气体进口、换热管、腔体、外壁、气体出口；所述腔体内换热管的排数n≥2，每排换热管数量m≥2，同排相邻换热管之间以及换热管与壁面之间形成（m+1）个气体通道，其中至少有一个通道的距离为S1，所述S1的取值范围为0＜S1＜0.5d，至少有一个通道的距离为S2，所述S2的取值范围为S1＜S2＜0.5L，相邻两排的通道S2错开分布，不在一条竖直线上；本发明的换热装置腔体的气体形成一道或者多道类似“S”型流场，增加了烟气流程；同时管间有气流通过，提高烟气流动雷诺数，从而增大了烟气与管壁之间的传热系数，具有良好的换热效果。
【专利说明】
一种换热装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种换热装置，尤其涉及一种民用、工业锅炉用的换热装置。
【背景技术】
[0002]目前我国民用和工业锅炉采用的水管换热器形式繁多，应用广泛，但存在着换热系数低，换热流程短等问题，从而造成锅炉出烟温度普遍在300°C以上，锅炉整体热效率不足70%;同时，当锅炉热负荷降低时，换热器内烟气流速降低，换热系数大幅下降，导致换热能力大幅下降。
[0003]在现有技术中，中国专利文献ZL200920158254.0公开了一种折流板换热器，所述折流板换热器由三块折流板分开，通过折流板的分隔，增加了烟气流程。在上述技术中，由于折流板只有上下两个换热面，换热面积明显小于水管的四周换热，使换热器整体结构不紧凑;另外由于折流板板将换热器内部分开，烟气流程增大、扰流程度增加，阻力较大；当锅炉热负荷降低时，换热器内烟气流速降低，换热系数大幅下降，导致换热能力大大降低。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术缺陷，提供一种换热系数高、结构紧凑、阻力小并适应各种热负荷变化的换热装置。
[0005]本发明提供的换热装置包括气体进口、换热管、腔体、外壁、气体出口，所述换热管的直径为d，所述腔体的宽度为L，其特征在于:所述腔体内换热管的排数η多2，每排换热管数量m多2，所述同排相邻换热管之间以及换热管与腔体内壁之间形成(m+1)个气体通道，其中至少有一个通道的宽度为S1，所述S1的取值范围为O<S1 <0.5d，至少有一个通道的宽度SS2，所述S2的取值范围为SifSsf0.SL，相邻两排换热管的宽度为32的通道错开分布，不在一条竖直线上。
[0006]进一步，至少有(m+1 )/2个通道的距离为Si。
[0007 ] 进一步，所述S1的取值范围为OSS1S0.3d。
[0008]进一步，所述S2的取值范围为2 Si<S2<0.5Lo
[0009]进一步，所述S2的取值范围为4 Si<S2<0.5Lo
[0010]进一步，所述腔体内换热管的排数η多4。
[0011]进一步，所述每排换热管只有一个宽度为S2的通道，且该通道为换热管与腔体内壁之间的通道。
[0012]进一步，所述同排相邻换热管中心点的连线与水平面的夹角为δ，所述δ的取值范围为O。兰δ刍60°。
[0013]本发明的有益效果在于:(1)、本发明的换热装置整体换热系数增大，腔体的气体沿每排换热管形成一道或者多道类似“S”型流场，增加了烟气流程；同时管间有气流通过，提高烟气流动雷诺数，从而增大了烟气与管壁之间的传热系数；(2)本发明的换热装置能有效加强局部换热，所述每排换热管间有水平方向气流，气流对外壁有较强的正面冲击，有效增加了外壁的换热；(3)本发明的换热装置能显著降低换热器总阻力损失，相比折流板换热器，将折流板改为折流管提高了单位体积的换热面积，型式更加紧凑，由于高效换热装置管间有气流通过，压损较小；(4)本发明的换热装置能极大提高对负荷变化的适应性，当锅炉小负荷运行时，换热器进气流量较少，普通水管换热器和折流板换热器中的气流速度较小，基本处于层流状态，换热系数较小。本发明具有较小的管间距，可以保持较高的管间流速，换热系数相对较高。
【附图说明】
[0014]图1为本发明第一种实施例的结构示意图。
[0015]图2为本发明第二种实施例的结构示意图。
[0016]图3为本发明第二种实施例的流场矢量模拟图。
[0017]图中:
I一气体进口、2—换热管、3—腔体、4一外壁、5—气体出口、d—换热管直径、δ—换热管中心点的连线与水平面的夹角、SI—同排相邻换热管之间或换热管与壁面间距、S2—同排相邻换热管之间或换热管与壁面间距、L 一为腔体宽度。
【具体实施方式】
[0018]下面将结合附图对本发明作详细说明。实施例一:如图1所示，本发明的换热装置，包括气体进口 1、换热管2、腔体3、外壁4、气体出口 5;腔体3内布置了4排换热管2，每排6根，换热管2中心点的连线与水平面的夹角δ为15°，换热管2直径d为89mm，同排相邻换热管2的间距S1SlOmm,同排相邻换热管之间或换热管与壁面间距S2为70mm，相邻两排换热管间距为S2的通道交错处于6根换热管的两侧及中间。
[0019]实施例二:如图2所示，本发明的换热装置，包括气体进口1、换热管2、腔体3、外壁
4、气体出口 5;腔体3内布置了 4排换热管2，每排3根，换热管2中心点的连线与水平面的夹角S为15°，换热管2直径d为89mm，同排相邻换热管2的间距S1SlOmm,换热管2与一侧外壁间距S2为70mm，换热管2与另一侧外壁间距Si为10mm，S2与相邻一排换热管分别处于腔体内相对侧面，图3为本实施例的流场矢量模拟图，可以清晰地看出腔体3内的“S”型主流场以及管间局部流场。
[0020]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种换热装置，包括气体进口(I)、换热管(2)、腔体(3)、外壁(4)、气体出口(5)，所述换热管(2)的直径为d，所述腔体(3)的宽度为L，其特征在于:所述腔体(3)内换热管(2)的排数η多2，每排换热管(2)数量m多2，所述同排相邻换热管(2)之间以及换热管(2)与腔体(3)内壁之间形成(m+1)个气体通道，其中至少有一个通道的宽度为S1，所述S1的取值范围为0<SKOAd，至少有一个通道的宽度为S2，所述S2的取值范围为S^S^0.SL，相邻两排换热管(2)的宽度为S2的通道错开分布，不在一条竖直线上。2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于:至少有(m+l)/2个通道的宽度为Su3.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于:所述S1的取值范围为O< S1 < 0.3d。4.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于:所述S2的取值范围为25.根据权利要求4所述的换热装置，其特征在于:所述S2的取值范围为4SifSsf0.5L。6.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于:所述腔体(3)内换热管(2)的排数η多4。7.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于:所述每排换热管(2)只有一个宽度为S2的通道，且该通道为换热管(2)与腔体(3)内壁之间的通道。8.根据权利要求1-7任一所述的换热装置，其特征在于:所述同排相邻换热管(2)中心点的连线与水平面的夹角为I所述S的取值范围为0° ^δ^60° ο
【文档编号】F28D7/16GK106017157SQ201610563633
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月18日
【发明人】卓宇轩, 高科, 王昕 , 张峰, 滕明, 张亮, 杜朝阳
【申请人】卓宇轩