专利名称：网插旋流高效辐射换热器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于热能工程技术领域，具体涉及一种用于工业炉高温烟气余热回收设备。
目前在高温燃料炉窑上使用的烟气余热回收装置大多是圆筒环缝式金属辐射换器，它主要是由两个同心圆安装的内外圆筒组成。如卿定彬编著“工业炉用热交换装置”，冶金出版社，1986.1，160～194页。烟气以低速流经过直径很大的内筒，被预热介质(如空气等)以高速流过内外筒组成的环缝通道。高温烟气主要以辐射方式将热量传给内筒壁，被烟气加热到高温的内筒壁以对流方式将热量传给环缝中的被预热介质。此外，内筒壁又以辐射方式将热量传给外筒，外筒再以对流方式将热量传给被预热介质，将其加热到高温。这种换热器的主要优点是适合高温烟气余热回收，可将被预热介质加热到高温，烟气通道不易被烟尘堵塞等，但该装置仍存在不足之处，主要是烟气黑度小，辐射能力弱，综合传热系数小；换热效率低；体积庞大；另外由于内被预热介质的流动阻力大，导致投资费用和运行费用高。
本实用新型的目的在于提供一种辐射能力强，换热效率高，体积小，结构紧凑的网插旋流辐射换热器。
本实用新型主要由内筒(4)、外筒(5)、网架(7)、涂有高辐射涂料的耐热金属丝网面(9)、螺旋形旋流导向肋片(8)、冷介质集箱(10)和热介质集箱(2)、冷介质接口短管(12)和热介质接口短管(14)、冷介质接口法兰(13)和热介质接口法兰(15)、热膨胀器(3)、烟道接口法兰(1)和(11)以及绝热保温材料(6)组成。
以下结合附图对本实用新型的换热器作进一步地描述。
图1是本实用新型辐射换热器的结构示意图。
图2为辐射换热器中金属丝网筒组装图。
其中烟道接口法兰1；热介质集箱2；热膨胀器3；内筒4；外筒5；绝热保温材料6；网架7；旋流导向肋片8；耐热金属丝网面9；冷介质集箱10；烟道接口法兰11；冷介质接口短管12；冷介质接口法兰13；热介质接口短管14；热介质接口法兰15；内网筒16；外网筒17；支撑脚18。
本实用新型各金属构件及其连接方式均为焊接。内筒(4)和外筒(5)为同心安装，并与冷、热介质集箱(10)和(2)焊接为一体。为解决内、外筒热膨胀补偿，在其热介质集箱(2)与外筒(5)连接处焊有热膨胀器(3)，为保证内、外筒在经向上膨胀均匀等，在内筒(4)外壁上焊有螺旋形旋流导向肋片(8)，为了减少散热损失，在换热器外表面包扎了绝热保温材料(6)，高辐射涂料的主要成份有碳化硅、氧化铬、氧化铁、粘结剂等，其黑度为0.96～0.98。
为了达到本实用新型的目的，在换热器的内筒(4)内安装了涂有高辐射涂料的耐热金属丝网筒，该耐热金属丝网筒由网架(7)和耐热金属丝网面(9)组成，网架(7)由耐热圆钢焊接成鸟笼状，耐热金属丝网面(9)敷设在网架(7)上，用耐热钢丝固定，形成网筒。根据内筒(4)直径的大小不同，耐热金属丝网筒数量可设2～5个。如图2中的内网筒(16)和外网筒(17)等，由内向外圆心套装。在两端用钢筋焊接固定为一体，并固定在内筒(4)两端的内壁上。为了保证网筒与内筒同心，在网架(7)的四周焊有支撑脚(18)，以此支撑在内筒壁上。
由于在烟气通过的内筒(4)内装设了涂有高辐射涂料的耐热金属丝网，而该涂料涂过的金属丝网的黑度在0.96～0.98之间，远高于烟气的黑度0.15～0.30。所以高辐射金属丝网的设置，使烟气侧的总辐射能力增强，提高了烟气侧总辐射给热系数，从而显著地提高了换热器的综合传热系数。
本实用新型的换热器工作过程及原理是这样的，高温烟气进入内筒(4)后，以对流和辐射方式将热量分别传给内筒壁和涂有高辐射涂料的耐热金属丝网面(9)，金属丝网吸热升温接近烟气温度后，又将吸收的热量以辐射方式传给内筒壁，起到传热的中间媒介作用。被烟气和金属丝网加热到高温的内筒壁主要以对流方式将热量传给环缝中的被预热介质；同对筒壁又以辐射方式将热量传给外筒壁，外筒壁再以对流方式将热量传给被预热介质，被预热介质加热到高温。
本实用新型的换热器具有以下优点。
(1).综合传热系数大，换热效率高。由于涂有高辐射涂料的耐热金属丝网的设置，使烟气侧总辐射给热系数大幅度提高，从而显著地提高了辐射换热器的综合传热系数，使其换热效率大大增加。
(2).被预热介质的预热温度高。由于金属丝网的辐射能力很强，所以在烟气温度为900℃～1200℃时，可将被预热的气体预热到500℃～650℃。
(3).被预热介质的流动阻力小。由于没有明显提高被预热介质的流速，所以被预热介质的流动阻力较小。
(4).体积小、重量轻、结构紧凑严密。由于高辐射金属丝网的设置，显著提高了换器的综合传热系数，从而在相同换热量下，其换热面积大大减小，所以换热器的体积小、重量轻、结构更加紧凑。另外，本实用新型各金属构件均为焊接件，所以结构严密，既可以预热空气，也可以预热煤气。
(5).安装维护方便，使用寿命长。本实用新型可以垂直安装在开的烟道上或烟囱的一部分，也可以水平安装在地下或地上水平烟道内，检修时移出即可。本实用新型的重要构件由耐热材料制作，所以使用寿命长。
本实用新型可广泛应用于冶金、机械建材等行业的加热炉、均热炉、锻造炉、冲天炉、反射熔炼炉、陶瓷炉、耐火炉、玻璃窑等各种高温工业炉窑的烟气余热回收。
权利要求1.一种网插旋流辐射换热器，包括内筒(4)、外筒(5)、热膨胀器(3)、冷介质集箱(10)和热介质箱(2)、旋流导向肋片(8)、冷介质接口法兰(13)和热介质接口法兰(15)，其特征在于在内筒(4)内安装了涂有高辐射涂料的耐热金属丝网筒。
2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于耐热金属丝网由网架(7)和耐热金属丝网面(9)组成，网架(7)由耐热圆钢焊接成鸟笼状，耐热金属丝网面(9)敷设在网架(7)上，用耐热钢丝固定形成网筒。
3.根据权利要求1或2所述的换热器，其特征在于耐热金属丝网筒数量设2-5个，由内向外同心套装，在两端用钢筋焊接固定为一体，并固定在内筒(4)两端的内壁上，在网架(7)的四周焊有支撑脚(18)。
专利摘要本实用新型公开了一种用于工业炉窑高温烟气余热回收设备的辐射换热器。主要由内筒、外筒、网架和设在内筒内安装了涂有高辐射涂料的耐热金属丝网筒等组成。本换热器具有综合传热系数大，换热效率高，体积小，结构紧凑等特点，可广泛应用于冶金、机械、建材等行业各种炉窑中的烟气余热回收。
文档编号F28D17/00GK2225012SQ95239949
公开日1996年4月17日 申请日期1995年6月15日 优先权日1995年6月15日
发明者李文科, 刘向东 申请人:华东冶金学院