专利名称：翅片形径向换热管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及换热管，更具体地说，涉及一种翅片形径向换热管。
背景技术：
从焦炉中推出的红焦处于1000°C红热状态，其熄焦方法有湿法和干法两种。湿法熄焦是采用水把红焦熄灭的方法。干法熄焦就是用惰性气体冷却红焦，并吸收红焦中大部分湿热后进入余热锅炉产生蒸汽。干法熄焦的主要优点是环保，能利用红热焦炭热量的80%，并且改善焦炭的质量。
干熄焦工艺流程见图I所示红焦经过炉顶装入装置落入干熄炉I内，与由下至上流动的惰性气体热交换后被冷却到250°C，然后下排到运焦皮带上；惰性气体经风机鼓入干熄炉I冷却焦炭后，经环形集气道进入一次除尘器2除尘，然后以850°C左右的高温进入锅炉3与锅炉炉管换热降到160°C以下，经二次除尘器4除尘后，由循环风机5鼓入干熄炉I内循环使用。为进一步提升干熄焦的生产能力，国内2000年以后新建的干熄焦都在循环风机5出口处设置纯水预热器10(循环风机5和干熄炉I之间)，对循环烟气进行二次降温，不仅可以提高焦炭产量，而且可以降低锅炉3给水除氧的蒸汽消耗。请结合图2所示，该预热器10为落地式，其壳体11 一般呈上下端水平进出惰性气体的圆柱形或长方体形，高达十几米，结构庞大，采用的径向换热管12多达几千根，占地面积多。请结合图3、图4所示，目前常见的径向换热管12—般是由同轴心的内、外管121、122套接而成，在内管121内部通水，内、外管121、122之间设有液体工质123，并且在内、夕卜管121、122之间还设置了吸液芯124，吸液芯124起到类似毛细管的作用，通过提升和输送工作介质的功能来增强换热效果。径向换热管12是在其径向上实现热量传递的沸腾、其冷凝过程见图5 :即通过径向换热管的外管122不断从外界吸收热量，热量进入管内后，一部分通过下部工质123沸腾将热量带走，另外一部分被上升的蒸汽吸收，饱和蒸汽以对流的形式吸收热量成为过热蒸汽，过热蒸汽在内管121壁冷凝放热，将热量传给内管121，最后经内管121中的冷却水将热量带走，同时冷凝后的工质123再回流到下部进行再蒸发，如此反复，实现热量的不断被传递。然而，设置了吸液芯124后焊缝增加较多，使制造难度加大、成本增加，并且吸液芯124增大了换热管的径向热阻，在一定程度上影响了热传输能力。另外，吸液芯124的结构还不能大幅度调节壁温，因为这种结构只是在热管路中串联了几个很小的热管内热阻(内热阻仅占总热阻的10% 20% )，所以调节壁温的能力仍然有限。目前，有些原设计无预热器的且在用的干熄焦装置，在循环风机5和干熄炉I之间的空间非常狭小，根本无法安装任何设备。而在循环风机5和二次除尘器4之间，仅有段三米左右的烟气管路可以利用。如若采用上述常见的落地式干熄焦预热器10，即没有足够的吊运通道和安装位置，而且预热器10的气体阻力太大，对现有干熄焦工艺将产生致命的影响。[0008]因此，对于现有干熄焦装置的烟气二次降温的改造，不但需要对预热器的壳体进行重新设计，以满足安装空间需求，而且还需要对换热管进行重新设计，在减少换热管用量的情况下，切实有效地提高其传热效率。
实用新型内容针对现有技术中存在的上述缺点，本实用新型的目的是提供一种翅片形径向换热管，能够有效提高其传热效率。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案该翅片形径向换热管设于预热器壳体内，包括内、外管，内管内部通有水，内、外管之间设有工质，所述的外管外壁上还缠绕有沿轴向连续分布的螺旋翅片，并且在螺旋翅片的圆周上均匀开有数条沿轴向分布的凹形齿槽，使每个翅片的径向圆周呈锯齿状结构。 所述的翅片高度为外管直径的O. 2 O. 25，翅片间距为12 15mm，翅片厚度为
I L 5mm。所述的翅片的齿高为翅高的O. 5 O. 65，齿宽为4 6mm。所述的螺旋翅片通过高频电焊与外管外壁相连接固定。所述的外管外壁及螺旋翅片表面均设有防腐涂层。在上述技术方案中，本实用新型的翅片形径向换热管包括内、外管，内管内部通有水，内、外管之间设有工质，外管外壁上还缠绕有沿轴向连续分布的齿形螺旋翅片。通过该齿形螺旋翅片，能够进一步提高对流传热系数，通过翅片上的锯齿形结构不仅具有扰动气流、阻止边界层发展的作用，而且还能使流经它的气流产生局部涡流，将流动状态由层流提前过渡到湍流，使翅片表面的传热得以增强，从而大大增强了径向换热管的整体换热效果，从而有利于减少换热管用量的情况下，满足预热器的有效换热需求。
图I是现有技术的干熄焦工艺原理图；图2是现有技术的干熄焦预热器的结构图；图3是现有技术的同心径向换热管的轴向剖视图；图4是现有技术的同心径向换热管的径向剖视图；图5是径向换热管的径向换热原理图；图6是本实用新型的翅片形换热管的径向剖视图；图7是本实用新型的翅片形换热管的轴向剖视图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。请参阅图6 图7所示，本实用新型的翅片形径向换热管22与现有技术相同的是，同样也设于预热器壳体内，包括内、外管221、222，内管221内部通有水，内、外管221、222之间设有工质223。不同的是，所述的外管222外壁上还缠绕有沿轴向连续分布的螺旋翅片224，并且在螺旋翅片224的圆周上均匀开有数条沿轴向分布的凹形齿槽225，使每个翅片224的径向圆周呈锯齿状结构。经过反复计算和多次试验，将所述的翅片224高度h I设计为外管222直径D的O. 2 O. 25 (图7中的d为内管221直径)，翅片224间距LI设计为12 15mm，翅片224厚度设计为I I. 5mm。并且将所述的翅片224的齿高h2设计为翅高hi的O. 5 O. 65，齿宽L2设计为4 6mm。如此的齿形螺旋翅片224换热管能够进一步提高对流传热系数，其传热效率高于一般整体型螺旋翅片，更是远高于与现有常见的无翅片的换热管12。这是因为，通过翅片224表面上的锯齿形结构不仅具有扰动气流、阻止边界层发展的作用，而且还能使流经它的气流产生局部涡流，将流动状态由层流提前过渡到湍流，使翅片224表面的传热得以增强。在制作过程中，可通过高频电焊将上述齿形螺旋翅片224与外管222外壁相连接固定。同时，合理的翅片224间距等尺寸设计，也使得管壁温度远远大于露点温度，从而有效地防止正常工况下换热管受热面露点腐蚀的发生。另夕卜，在所述的外管222外壁及螺旋翅片224表面均设有防腐涂层，该防腐涂层可采用热浸渗铝工艺实现。通过该防腐涂层，能够进一步提高其防腐性能，极大地延长了其使用寿命。综上所述，采用本实用新型的径向换热管22，其具有传热效果好、加工方便、防腐、耐磨、抗氧化性佳等优点，与现有的同心径向换热管12相比，其能够在使用量远小于前者的情况下，达到或超过前者的传热效果，从而完全能够满足体积紧凑型预热器的匹配使用及换热要求，尤其适于对现有干熄焦装置的在循环风机5进口处烟道上安装预热器的烟气二次降温改造。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。权利要求1.一种翅片形径向换热管，设于预热器壳体内，包括内、外管，内管内部通有水，内、夕卜管之间设有工质，其特征在于 所述的外管外壁上还缠绕有沿轴向连续分布的螺旋翅片，并且在螺旋翅片的圆周上均匀开有数条沿轴向分布的凹形齿槽，使每个翅片的径向圆周呈锯齿状结构。
2.如权利要求I所述的翅片形径向换热管，其特征在于 所述的翅片高度为外管直径的O. 2 O. 25，翅片间距为12 15mm，翅片厚度为I I. 5mm。
3.如权利要求I或2所述的翅片形径向换热管，其特征在于 所述的翅片的齿高为翅高的O. 5 O. 65,齿宽为4 6mm。
4.如权利要求I所述的翅片形径向换热管，其特征在于 所述的螺旋翅片通过高频电焊与外管外壁相连接固定。
5.如权利要求I所述的翅片形径向换热管，其特征在于 所述的外管外壁及螺旋翅片表面均设有防腐涂层。
专利摘要本实用新型公开了一种翅片形径向换热管，包括内、外管，内管内部通有水，内、外管之间设有工质，外管外壁上还缠绕有沿轴向连续分布的齿形螺旋翅片。通过该齿形螺旋翅片，能够进一步提高对流传热系数，通过翅片上的锯齿形结构不仅具有扰动气流、阻止边界层发展的作用，而且还能使流经它的气流产生局部涡流，将流动状态由层流提前过渡到湍流，使翅片表面的传热得以增强，从而大大增强了径向换热管的整体换热效果，从而有利于减少换热管用量的情况下，满足预热器的有效换热需求。
文档编号F28F19/02GK202485528SQ20122005925
公开日2012年10月10日 申请日期2012年2月23日 优先权日2012年2月23日
发明者杨红梅, 王伟民 申请人:宝山钢铁股份有限公司