波纹肋片传热管的制作方法

本实用新型总体涉及一种烟气换热器的传热管。

背景技术：

目前，圆管或椭圆基管的“H”形肋片传热管广泛应用在各类烟气换热器中，其具有抗磨损、抗积灰性能良好、流动阻力小、功耗低、结构紧凑等优点。

但是，相对其他类型的肋片传热管，“H”形肋片传热管的传热效率亟待进一步提高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种改进的传热管，其能克服现有技术的某种或某些缺陷。

根据本实用新型，提供了一种传热管，包括：

基管；以及

固定在基管外周表面上的多对肋片，所述多对肋片沿基管轴向隔开布置，

每个肋片具有第1端平面部、过渡部和第2相对端平面部，第1 端平面部与第2相对端平面部共面并通过过渡部相互连接，每个肋片的过渡部包含波纹段，每个肋片通过设置在过渡部的波纹段上的弧形缺口无缝接合在基管外周表面上，

每对肋片包括(对称安装在基管两侧的)第一侧肋片和第二相对侧肋片，每对肋片的第一侧肋片的第1端平面部和第2端平面部与第二相对侧肋片的第1端平面部和第2相对端平面部共面且平行于基管横截面，每对肋片的第一侧肋片的过渡部的波纹段与第二相对侧肋片的过渡部的波纹段具有一致的波长和振幅，但相位相差180°。

根据本实用新型的一个具体实施例，传热管可以仅包括单个基管。

根据本实用新型的另一个具体实施例，传热管可以包括平行隔开布置的第1基管和第2基管，每个肋片的过渡部包含第1波纹段、第 2波纹段和连接第1波纹段与第2波纹段的中间平面部，每个肋片的中间平面部与第1端平面部以及第2相对端平面部共面，每个肋片通过设置在第1波纹段上的弧形缺口接合在第1基管的外周表面上并通过设置在第2波纹段上的弧形缺口接合在第2基管的外周表面上，每对肋片的第一侧肋片的过渡部的第1波纹段与第二相对侧肋片的过渡部的第1波纹段具有一致的波长和振幅，但相位相差180°；每对肋片的第一侧肋片的过渡部的第2波纹段与第二相对侧肋片的过渡部的第2波纹段具有一致的波长和振幅，但相位也相差180°。

根据本实用新型的一个优选实施例，每个肋片均为(大致)矩形肋片，并且每个肋片的过渡部的波纹段为沿矩形肋片长边波动的正弦波段。

根据本实用新型的不同实施例，基管可以具有圆形或椭圆形横截面。

根据本实用新型的一个优选实施例，每对肋片在基管横截面上的投影整体形成矩形外轮廓。这种情况下，每个肋片均可以通过弯曲相同尺寸的矩形钢片而形成。此外，每对肋片的第一侧肋片和第二相对侧肋片在基管横截面上的投影之间的最小间距W优选大于零。

根据本实用新型的一个优选实施例，至少部分所述多对肋片沿基管轴向均匀隔开(例如10～50毫米间距)且相互对齐。

与现有的“H”形肋片传热管相比，本实用新型的波纹肋片(传热)管除了继承原有的抗磨损、防积灰的性能外，还有下列明显的优点：

(1)换热效率提高

在相同基管形状尺寸、相同工作条件下，波纹肋片传热管相对“H”形肋片传热管的烟气流程较为曲折，减小了边界层对传热的影响，因而提高了传热效果；其次，控制烟气流程曲折变化不是太大，也避免了烟气在流动过程中产生回流、旋涡等现象而使流动阻力增加过大的后果。

(2)单位管长换热面积增大

在同样的基管形状尺寸及管间距情况下，波纹肋片的展开长度要大于“H”形肋片传热管中的肋片长度，即在相同的换热空间能有更大的换热面积。

本实用新型还提供了一种热交换器，其由上述传热管构成。

附图说明

图1a为根据本实用新型的传热管的立体示意图；

图1b为沿传热管轴向所看到的图1的传热管的正面视图；

图1c为从一个方向所看到的图1的传热管的侧面视图；

图1d为从另一个方向所看到的图1的传热管的侧面视图；

图2a-2d示出了根据本实用新型的一个单圆管实施例；

图3a-3d示出了根据本实用新型的一个单椭圆管实施例；

图4a-4d示出了根据本实用新型的一个双圆管实施例；

图5a-5d示出了根据本实用新型的一个双椭圆管实施例；以及

图6为根据本实用新型组装的换热器用于电厂锅炉烟气处理系统。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型做进一步说明，本领域技术人员应该理解，实施例和附图只是为了更好地理解本实用新型，并不用来做出任何限制。

如图1a～1d所示，根据本实用新型的波纹肋片传热管，包括基管11(基管横截面通常可以为圆形或椭圆形，基管可以是一个或两个或更多个)及沿基管11的纵向或轴向布置的多对翅片或肋片。每对肋片包括(对称安装在基管两侧的)上肋片21以及下肋片22。上肋片21和下肋片22形状完全相同或基本相同，均具有大致矩形外轮廓。

每个上肋片21具有第1端平面部211、波纹过渡部212和第2 相对端平面部213，第1端平面部211与第2相对端平面部213共面并通过波纹过渡部212相互连接。类似地，每个下肋片22也具有相同的各部分。

如图1d所示，每对肋片的上肋片的第1端平面部和第2端平面部与下肋片的第1端平面部和第2相对端平面部共面且平行于基管横截面。每对肋片的上肋片的波纹过渡部与下肋片的波纹过渡部具有一致的波长和振幅，但相位相差180°。

每个肋片通过设置在其波纹过渡部上的与基管外周面形状相适配或相吻合的弧形缺口无缝接合例如平滑焊接在基管外周表面上。在所示实施例中，每个肋片均为大致矩形肋片，并且每个肋片的波纹过渡部为沿矩形肋片长边波动的正弦波段，波幅或振幅为D(图1d)。

如图1b所示，上肋片21和下肋片22在基管横截面上的投影整体形成矩形外轮廓。每个肋片均可通过弯折相同尺寸的矩形钢片而形成。

在图1d所示的传热管部分中，每对肋片沿基管轴向均匀隔开距离C。

在图1b中，每对肋片在基管横截面上的投影整体所形成的矩形的宽度为A、高度为B，每对肋片的上肋片21和下肋片22在基管横截面上的投影之间具有最小间距(亦可称作“开缝宽度”)W。

基管11、上肋片21以及下肋片22的材质可以选自碳素钢、ND 钢以及不锈钢，各自独立成型并随后通过焊接例如高频闪光电阻焊再连成一体。

实施例1

如图2a～2d所示，根据本实用新型的波纹肋片传热管，采用单个圆形钢管，上、下肋片形状相同，肋片投影整体外轮廓为矩形，宽度A为80mm，高度B为80mm，开缝宽度W为10mm，肋片波幅 D为3mm，相邻肋片对之间的间隔C为20mm。

实施例2

如图3a～d所示，根据本实用新型的波纹肋片传热管，所用基管为长轴＝40mm、短轴＝24mm的单个椭圆形钢管，上、下肋片形状相同，肋片投影整体外轮廓为矩形，宽度A为90mm，高度B为80mm，开缝宽度W为10mm，肋片波幅D为4mm，相邻肋片对之间的间隔C为20mm。

以下实施例3-4所示传热管结构与上述实施例1-2所示结构基本相同，不同之处在于使用了两个并排隔开的基管，相应地，每个肋片的过渡段也分为第1(左)波纹段、中间平面部和第2(右)波纹段。

实施例3

如图4a～4d所示，根据本实用新型的波纹肋片传热管，所用两个基管均为圆形钢管，上、下肋片形状相同，肋片投影整体外轮廓为矩形，宽度A为170mm，高度B为70mm，开缝宽度W为8mm，肋片波幅D为4mm，相邻肋片对间隔C为18mm。

实施例4

如图5a～5d所示，根据本实用新型的波纹肋片传热管，所用两个基管均为长轴＝40mm、短轴＝24mm的椭圆形钢管，上、下肋片形状相同，肋片投影整体外轮廓为矩形，宽度A为180mm，高度B为 75mm，开缝宽度W为6，肋片波幅D为5mm，相邻肋片对间隔C 为22mm。

本实用新型的传热管可以再进一步组装为热交换器(亦可称作“换热器”)安装在例如电厂的烟道中，如后所进一步详细描述。

根据上述实施例1-4所组装成的热交换器可以用作烟气冷却器，在例如图6所示的电厂锅炉尾部烟道回收烟气余热并加热净烟气来实现环保排放。

如图6所示，从锅炉1出来的300℃左右的烟气进入SCR脱硝系统2脱硝之后，进入空气预热器3进行换热，预热后的空气被送入锅炉。从空气预热器3出来的烟气降至140℃左右，随后进入本实用新型的烟气冷却器(热交换器)4以与70℃左右的热循环水换热。从烟气冷却器4出来的烟气降至90℃左右，随后进入静电除尘器5进行除尘并再进入脱硫吸收塔6进行脱硫。从脱硫吸收塔6出来的烟气降至50℃左右，随后进入烟气加热器7。烟气加热器7与烟气冷却器4通过热媒水进行热量传递，以将50℃左右的净烟气升温至90℃左右后再进入烟囱8进行排放。

当然，本实用新型的烟气冷却器也可以有其它合适应用，例如用来加热城市热网循环水；或者用来加热汽机抽汽回热系统中的凝结水以减少用于低压加热器中的蒸汽抽汽量，而节省的蒸汽量进入低压缸中继续作功发电，以降低汽轮发电机组的标准煤耗率等。