一种表面式回热器的制作方法

本发明属于燃气轮机辅助设备技术领域，具体涉及一种表面式回热器。

背景技术：

燃气轮机分为重型燃气轮机、轻型燃气轮机和微型燃气轮机，随着能源结构的变化，分布式能源的不断发展，微型燃气轮机在一些领域也得到了广泛是使用，与重型燃气轮机不同的是，微型燃气轮机采用简单循环，由压气机、燃烧室和涡轮组成，无联合循环余热炉回收烟气热量，从微型燃气轮机排出的烟气温度高达500℃-700℃，如果直接排放会造成很大的能源浪费，通常在燃气轮机出口设置回热器，回热器是一种气-气换热器，用于将压气机压缩后的空气与涡轮排出的燃气进行换热，提高了进入燃烧室的空气温度，提高了燃烧温度，并且可以降低了烟气温度，从而起到提高燃气轮机热效率的作用，减少燃料消耗。

现有回热器的型式有管翅式、板式、板翅式、一次表面式等，存在着如传热效率低，体积大重量大的技术缺陷。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出一种表面式回热器，采用波纹板整体缠绕而成，结构简单，使换热介质由平流转化为湍流，提高了换热效率，在长度和螺旋圈数相同的情况下增大了换热面积。

为了达到上述技术目的，本发明所采用的具体技术方案为：

一种表面式回热器，包括波纹板；所述波纹板包括第一波纹板和第二波纹板；

所述第一波纹板与所述第二波纹板为长条形波纹板，所述第一波纹板的一端与所述第二波纹板的一端固定连接，所述第一波纹板的另一端与所述第二波纹板的另一端固定连接，所述第一波纹板和所述第二波纹板形成闭合环；所述第一波纹板与所述第二波纹板平行设置并卷曲形成卷状结构；

所述第一波纹板和第二波纹板的上表面和下表面均设置有连通所述卷状结构的两个端面的波纹状流道；所述闭合环内形成第一介质流道，所述闭合环外形成第二介质流道。

进一步的，所述表面式回热器还包括：

隔带，设置在所述卷状结构的两个端面，用于将所述卷状结构分隔为相互隔开的第一介质流通区域和第二介质流通区域；

边条，设置在所述第一波纹板与所述第二波纹板之间，用于配合所述隔带在所述卷状结构的端面封闭所述第一介质流通区域内的第二介质流道，还用于配合所述隔带在所述卷状结构的端面封闭所述第二介质流通区域内的第一介质流道。

进一步的，所述表面式回热器还包括：

异形封头，固定在所述卷状结构的一个端面，用于形成所有所述第一介质流通区域的唯一入口。

进一步的，所述表面式回热器还包括：

套筒，设置在所述卷状结构的轴心区域，用于形成所述第一波纹板和所述第二波纹板的缠绕轴芯。

进一步的，所述波纹状流道的分布方向均平行于所述卷状结构的中轴。

进一步的，所述波纹状流道为连续s形流道。

进一步的，所述波纹状流道的横截面为长方形。

进一步的，所述波纹板的上表面由形状相同的间隔设置的波纹状流道和波纹状凸起组成；所述波纹板的上表面的波纹状凸起为所述波纹板的下表面的波纹状流道的外表面板材。

进一步的，所述波纹板的下表面由形状相同的间隔设置的波纹状流道和波纹状凸起组成；所述波纹板的下表面的波纹状凸起为所述波纹板的上表面的波纹状流道的外表面板材。

进一步的，所述波纹板由冲压工艺制成。

进一步的，所述边条焊接在所述卷状结构上。

进一步的，所述波纹板处于所述卷状结构的缠绕起止端为过渡段；所述卷状结构的圆柱外表面套装有外围板和加强钢带。

采用上述技术方案，本发明能够带来以下有益效果：

本发明的表面式回热器可以整体成型，减少了焊接工作量，同时由于是两张整体的波纹板，两侧介质自然的形成了两个不同的流道，密封性能好，同时也减少了传统原表面式回热器焊接的工作量。另外，本发明解决了传统回热器因换热面积不同导致换热元件尺寸不同、型号不同的问题，本发明的好处在于，根据换热面积不同，调整波纹板单元卷制的外径即可，即调整波纹板单元的卷制长度即可，非常灵活，而且波纹板材料的利用率接近100％，几乎没有浪费。

本发明的表面式回热器结构简单、工艺上容易实现、加工成本低、能够实现自动化且在性能上极大的提高了换热效率、降低了压损、同时提高了回热器的紧凑度。更重要的是由于轴向波纹板之间没有焊缝，从而保证了整个回热器芯体的密封性。同时大大的缩短了回热器换热芯体的制造时间，降低了成本，使这种高效紧凑的换热器能为更多的民用领域服务。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明具体实施方式中，一种表面式回热器的外部结构示意图；

图2为本发明具体实施方式中，一种表面式回热器的卷状结构的拆解图；

图3为本发明具体实施方式中，一种表面式回热器的第一波纹板与第二波纹板的局部配合关系图；

其中：1、套筒；2、内过渡段；3、第二介质流道4、第一波纹板；5、第二波纹板；6、边条；7、第二介质流通区域；8、异形封头；9、外过渡段；10、外围板；11、加强钢带。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本发明，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

在一个实施例中，提出一种表面式回热器，如图1所示，包括波纹板；波纹板包括第一波纹板4和第二波纹板5；

第一波纹板4与第二波纹板5为长条形波纹板，第一波纹板4的一端与第二波纹板5的一端固定连接，第一波纹板4的另一端与第二波纹板5的另一端固定连接，第一波纹板4和第二波纹板5形成闭合环；第一波纹板4与第二波纹板5平行设置并卷曲形成卷状结构；

第一波纹板4和第二波纹板5的上表面和下表面均设置有连通卷状结构的两个端面的波纹状流道；闭合环内形成第一介质流道，闭合环外形成第二介质流道3。

本实施例将波纹板利用至回热器中，能够增加换热面积，并使流经回热器内的介质由平流转化为湍流，大幅度提升了换热器的换热效率。

在一个实施例中，如图1或图3所示，表面式回热器还包括：

隔带(图1中被异形封头8的边部所遮盖，图3未显示)，设置在卷状结构的两个端面，用于将卷状结构分隔为相互隔开的第一介质流通区域和第二介质流通区域7；

边条6，设置在第一波纹板4与第二波纹板5之间，用于配合隔带在卷状结构的端面封闭第一介质流通区域内的第二介质流道3，还用于配合隔带在卷状结构的端面封闭第二介质流通区域7内的第一介质流道。

在本实施例中，如图1所示，第一介质流通区域和第二介质流通区域7的端面均为扇面状，边条6在第一介质区域封堵第一介质流道，在第二介质区域内封堵第二介质流道3，体现在具体结构中即为隔行封堵，且两个相邻的第一介质流通区域和第二介质流通区域7的边条6错行分布；这种结构能够保证在只向所有第一介质流通区域通入第一介质，只向所有第二介质流通区域7通入第二介质时，两种介质不会混合，且第一介质与第二介质之间只相隔一个波纹板，由于多点分隔通入第一介质和第二介质，提高了波纹板的利用率，使其几乎无浪费，使本实施例的回热器的换热效率大幅度提高。

在本实施例中，如图1所示，表面式回热器还包括：

异形封头8，固定在卷状结构的一个端面，用于形成所有第一介质流通区域的唯一入口；

在本实施例中，各第一介质流通区域的端面形状完全相同，如图所示，异形封头8包括扣合在第一介质流通区域的形状相同的近漏洞形状，底部开设通气孔，向各通气孔内导通第一介质即可；在卷状结构的另一个端面跟此面对应设置异形封头8。

在本实施例中，表面式回热器还包括：

套筒1，设置在卷状结构的轴心区域，用于形成第一波纹板4和第二波纹板5的缠绕轴芯。

在本实施例中，为了减少组装难度，波纹状流道的分布方向均平行于卷状结构的中轴。

在一个实施例中，如图2或图3所示，波纹状流道为连续s形流道。

在本实施例中，如图2或图3所示，波纹状流道的横截面为长方形。

在本实施例中，如图2或图3所示，波纹板的上表面由形状相同的间隔设置的波纹状流道和波纹状凸起组成；波纹板的上表面的波纹状凸起为波纹板的下表面的波纹状流道的外表面板材。

在本实施例中，如2或图3所示，波纹板的下表面由形状相同的间隔设置的波纹状流道和波纹状凸起组成；波纹板的下表面的波纹状凸起为波纹板的上表面的波纹状流道的外表面板材。

在本实施例中，波纹板由冲压工艺制成，为了方便边条6密封，波纹板的侧边部分冲压为平板状，平板部分与一面的波纹状凸起的上表面处于同一平面，保证另一面的s形流道畅通即可。

在一个实施例中，边条6和隔带均通过mig焊焊接在卷状结构上。

在一个实施例中，如图1所示，为了保证气密性和稳定性，两个波纹板处于卷状结构的缠绕起止端为过渡段；卷状结构的圆柱外表面套装有外围板10和加强钢带11。

内过渡段2可由多层薄钢板逐渐过渡而成，使两个波纹板之间形成设定厚度的间隙；外过渡段9采用类似手法将其过渡成平缓的环形，然后用外围板10将其包好，焊接成一个环形，最后用加强钢带11套好，防止卷好的换热芯体单元变形、松散。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。