專利名稱：配裝有螺旋槽管的煙道式余熱鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鍋爐應用領(lǐng)域，特別是煙道式余熱鍋爐，具體地說是配裝有螺旋槽管的煙道式余熱鍋爐。
背景技術(shù)：
我國政府計劃到2020年將碳排放量減少40%_45%，目前面臨著巨大的減排壓力。 政府正在推行各項有利于節(jié)能減排的政策，其中余熱回收利用作為提高能源利用效率的有效途徑，國家出臺了多項政策鼓勵企業(yè)進行余熱回收利用。在節(jié)能、環(huán)保策的大力推動下， 余熱鍋爐的需求迅猛增長，市場容量巨大。2008年國內(nèi)余熱鍋爐企業(yè)銷售額約34億元，預計未來5年國內(nèi)余熱鍋爐市場容量將達280億元，國際市場約400億元,共計約680億元, 余熱鍋爐行業(yè)市場前景廣闊。我國余熱資源非常豐富，特別是在石油和石化、鋼鐵、有色、化工、水泥、建材、 輕工、煤炭等行業(yè)，余熱資源約占燃料消耗總量的17%_67%，其中可回收利用的余熱資源約占余熱總資源的60%。目前我國余熱資源利用比例低，大型鋼鐵企業(yè)余熱利用率約為 30%-50%，其他行業(yè)更低，余熱利用提升潛力大。隨著各類工藝裝置的日益大型化，其余熱鍋爐也越來越大。為了容納龐大的余熱鍋爐，不得不提高余熱鍋爐的高度，使得余熱鍋爐造價大幅提高，余熱鍋爐容量越大，這一問題越突出，已成為余熱鍋爐大型化的一大障礙。為了解決這一問題，必須提高爐管兩側(cè)的換熱系數(shù)，提高余熱鍋爐熱效率。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀，提供具有熱能利用率高，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，吊裝方便、節(jié)省材料的配裝有螺旋槽管的煙道式余熱鍋爐。本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為配裝有螺旋槽管的煙道式余熱鍋爐，包括能通過高溫煙氣的煙道以及用于分離水、汽的鍋筒，其中，煙道中依次設置有水保護段、過熱器、蒸發(fā)器和省煤器，鍋筒分別連接水保護段、過熱器、蒸發(fā)器和省煤器，且水保護段、過熱器、蒸發(fā)器和省煤器內(nèi)均設置有能加強高溫煙氣湍流運動、強化流體傳熱并增加熱交換面面積的螺旋槽管。為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括上述的螺旋槽管呈螺旋形或規(guī)則曲線形狀固定安裝在水保護段、過熱器、蒸發(fā)器和省煤器內(nèi)。上述的螺旋槽管管壁外周面設有沿管軸螺旋延伸的螺旋槽。上述的螺旋槽管管壁內(nèi)周面設有沿管軸螺旋延伸的凸紋體。上述的凸紋體與螺旋槽相對應地位于螺旋槽管的內(nèi)外兩側(cè)。上述的螺旋槽管為多根，且每根螺旋槽管都具有兼作進口的第一管接口和兼作出口的第二管接口，螺旋槽管通過第一管接口和第二管接口與彎頭、集合管、彎管或直管相
3連接構(gòu)成螺旋盤管組件。上述的水保護段、過熱器、蒸發(fā)器和省煤器內(nèi)至少分別固定安裝有一個螺旋盤管組件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的配裝有螺旋槽管的煙道式余熱鍋爐，包括能通過高溫煙氣的煙道以及用于分離水、汽的鍋筒，其中，煙道中依次設置有水保護段、過熱器、蒸發(fā)器和省煤器，鍋筒分別連接水保護段、過熱器、蒸發(fā)器和省煤器，且水保護段、過熱器、蒸發(fā)器和省煤器內(nèi)均設置有能加強高溫煙氣湍流運動、強化流體傳熱并增加熱交換面面積的螺旋槽管。煙道中分別設有內(nèi)置螺旋槽管的水保護段、過熱器、蒸發(fā)器和省煤器四個加熱段，螺旋槽管是一種管壁上具有外凹內(nèi)凸的螺旋形槽的異型管。螺旋槽管比光管換熱面積大，具有使管內(nèi)外流體沿著管壁螺旋運動的趨勢。管內(nèi)螺旋槽對流體的周期性擾動可減薄管內(nèi)傳熱邊界層，加強湍流運動，強化流體傳熱作用。管外螺旋槽可以增加螺旋槽管與高溫煙氣的接觸面積，提高傳熱效能。同時呈螺旋狀的螺旋槽管管內(nèi)腔壁和管外周壁的表面積比起標準的直管要大的多，使得受熱的熱交換面積大大增加，位于螺旋槽管管內(nèi)腔的受熱介質(zhì)熱交換效率大大提高。本實用新型的配裝有螺旋槽管的煙道式余熱鍋爐，具有節(jié)省材料，成本造價低，熱能利用率高，且安裝方便易于實施等優(yōu)點，可廣泛應用于石油化工、電力、鋼鐵、有色、水泥、建材、輕工、煤炭等行業(yè)。

[0015]圖I是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；[0016]圖2是圖I的原理不意圖；[0017]圖3是圖I中螺旋槽管的結(jié)構(gòu)示意圖；[0018]圖4是圖3的A-A向剖視圖；[0019]圖5是圖3的立體圖；[0020]圖6是圖4的C處放大圖；[0021]圖7是圖I中螺旋盤管組件的結(jié)構(gòu)示意圖；[0022]圖8是圖7的右視圖。
具體實施方式
[0023]
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作進一步詳細描述。[0024]圖I至圖8所示為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。[0025]其中的附圖標記為[0026]螺旋槽管I、凸紋體11、螺旋槽12、第一管接口 la、第二管接口 lb、煙道2、水保護段2a、過熱器2b、蒸發(fā)器2c、省煤器2d、鍋筒3、螺旋盤管組件4、汽包5、水包6。[0027]如圖I至圖8所示，本實用新型的配裝有螺旋槽管的煙道式余熱鍋爐，包括能通過
高溫煙氣的煙道2以及用于分離水、汽的鍋筒3，其中，所述的煙道2中依次設置有水保護段 2a、過熱器2b、蒸發(fā)器2c和省煤器2d，所述的鍋筒3分別連接水保護段2a、過熱器2b、蒸發(fā)器2c和省煤器2d，且水保護段2a、過熱器2b、蒸發(fā)器2c和省煤器2d內(nèi)均設置有能加強高溫煙氣湍流運動、強化流體傳熱并增加熱交換面面積的螺旋槽管I。工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的高溫煙氣在煙道2中依次經(jīng)過水保護段2a、過熱器2b、蒸發(fā)器2c和省煤器2d沖涮設置在其中的螺旋槽管1，呈螺旋狀的螺旋槽管I管內(nèi)腔壁和管外周壁的表面積比起標準的直管要大的多，使得受熱的熱交換面積大大增加，位于螺旋槽管管內(nèi)腔的受熱介質(zhì)熱交換效率大大提高。設置水保護段2a、過熱器2b、蒸發(fā)器2c和省煤器2d四個加熱段能使流經(jīng)的水迅速加熱形成過熱蒸汽。為了取得更好的熱利用效果，螺旋槽管I呈螺旋形或規(guī)則曲線形狀固定安裝在水保護段2a、過熱器2b、蒸發(fā)器2c和省煤器2d內(nèi)。如圖2所示，高溫煙氣等從廢熱源進口進入水保護段2a、過熱器2b、蒸發(fā)器2c和省煤器2d，然后排出。水等換熱介質(zhì)進入設置在水保護段2a、過熱器2b、蒸發(fā)器2c和省煤器2d內(nèi)的螺旋槽管1，換熱介質(zhì)與廢熱源進行熱交換后排出。如圖3至圖6所示，螺旋槽管I管壁外周面設有沿管軸螺旋延伸的螺旋槽12。螺旋槽管I管壁內(nèi)周面設有沿管軸螺旋延伸的凸紋體11。凸紋體11與螺旋槽12相對應地位于螺旋槽管I的內(nèi)外兩側(cè)。如圖7至圖8所示，螺旋槽管I為多根，且每根螺旋槽管I都具有兼作進口的第一管接口 Ia和兼作出口的第二管接口 lb，螺旋槽管I通過第一管接口 Ia和第二管接口 Ib與彎頭、集合管、彎管或直管相連接構(gòu)成螺旋盤管組件4 ;水保護段2a、過熱器2b、蒸發(fā)器2c 和省煤器2d內(nèi)至少分別固定安裝有一個螺旋盤管組件4。本實用新型是這樣實施的水從水包6進水口進入設置在省煤器2d中的螺旋盤管組件4并經(jīng)過加熱后經(jīng)過汽包5輸送至鍋筒3，其中被加熱汽化了的熱蒸汽通過鍋筒3的排汽管經(jīng)過熱器2b中的螺旋盤管組件4進一步加熱成過熱蒸汽后輸送至下游用汽設備進行使用，如用于汽輪機發(fā)電，或者供生產(chǎn)、生活取暖用，尚沒被汽化的已經(jīng)加熱的水通過下降管輸送至水保護段2a中的螺旋盤管組件4進行再次加熱后，輸送至蒸發(fā)器2c中的螺旋盤管組件4進行第三次加熱，被加熱的蒸汽和水經(jīng)上升管進入鍋筒3，蒸汽則通過排汽管排往過熱器2b，水則再次循環(huán)，如此反復進行。高溫熱煙氣從進氣口依次流過設置在煙道2中的水保護段2a、過熱器2b、蒸發(fā)器2c和省煤器2d再經(jīng)過煙 排向大氣。由于螺旋槽管I在煙道2中呈螺旋形或規(guī)則曲線形狀安裝及螺旋槽管I的螺旋作用，高溫煙氣在煙道2中呈螺旋運動，增加了高溫煙氣停留時間和與螺旋槽管I接觸面，從而大幅度提高換熱效率。螺旋槽管是一種管壁上具有外凹內(nèi)凸的螺旋形槽的異型管。螺旋槽管比光管換熱面積大，具有使管內(nèi)外流體沿著管壁螺旋運動的趨勢。管內(nèi)螺旋槽對流體的周期性擾動可減薄管內(nèi)傳熱邊界層，加強湍流運動，強化流體傳熱作用。本實用新型的配裝有螺旋槽管的煙道式余熱鍋爐，配裝有螺旋槽管，使管內(nèi)管外處于螺旋流動，流體在管內(nèi)和管外大體呈縱向流動，同時伴隨有橫向螺旋運動，這種流速和流向的周期性改變加強了流體的軸向混合和湍流度，從而強化了傳熱。實驗研究表面螺旋槽管內(nèi)外膜傳熱系數(shù)比光管的內(nèi)外膜傳熱系數(shù)大幅度提高，可達光管的I. 2-5倍；同時結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，吊裝方便；節(jié)省材料20%以上。本實用實用新型的最佳實施例已被闡明，由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員做出的各種變化或改型都不會脫離本實用新型的范圍。
權(quán)利要求1.配裝有螺旋槽管的煙道式余熱鍋爐，包括能通過高溫煙氣的煙道(2)以及用于分離水、汽的鍋筒(3)，其特征是所述的煙道(2)中依次設置有水保護段(2a)、過熱器(2b)、 蒸發(fā)器(2c)和省煤器(2d)，所述的鍋筒(3)分別連接水保護段(2a)、過熱器(2b)、蒸發(fā)器 (2c)和省煤器(2d)，且水保護段(2a)、過熱器(2b)、蒸發(fā)器(2c)和省煤器(2d)內(nèi)均設置有能加強高溫煙氣湍流運動、強化流體傳熱并增加熱交換面面積的螺旋槽管(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的配裝有螺旋槽管的煙道式余熱鍋爐，其特征是所述的螺旋槽管(I)呈螺旋形或規(guī)則曲線形狀固定安裝在水保護段(2a)、過熱器(2b)、蒸發(fā)器(2c)和省煤器(2d)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的配裝有螺旋槽管的煙道式余熱鍋爐，其特征是所述的螺旋槽管(I)管壁外周面設有沿管軸螺旋延伸的螺旋槽(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的配裝有螺旋槽管的煙道式余熱鍋爐，其特征是所述的螺旋槽管(I)管壁內(nèi)周面設有沿管軸螺旋延伸的凸紋體(U)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的配裝有螺旋槽管的煙道式余熱鍋爐，其特征是所述的凸紋體(11)與螺旋槽(12)相對應地位于螺旋槽管(I)的內(nèi)外兩側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的配裝有螺旋槽管的煙道式余熱鍋爐，其特征是所述的螺旋槽管(I)為多根，且每根螺旋槽管(I)都具有兼作進口的第一管接口(Ia)和兼作出口的第二管接口(Ib)，所述的螺旋槽管(I)通過第一管接口(Ia)和第二管接口(Ib)與彎頭、集合管、彎管或直管相連接構(gòu)成螺旋盤管組件(4)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的配裝有螺旋槽管的煙道式余熱鍋爐，其特征是所述的水保護段(2a)、過熱器(2b)、蒸發(fā)器(2c)和省煤器(2d)內(nèi)至少分別固定安裝有一個螺旋盤管組件⑷。
專利摘要本實用新型公開了配裝有螺旋槽管的煙道式余熱鍋爐，包括能通過高溫煙氣的煙道以及用于分離水、汽的鍋筒，其中，煙道中依次設置有水保護段、過熱器、蒸發(fā)器和省煤器，鍋筒分別連接水保護段、過熱器、蒸發(fā)器和省煤器，且水保護段、過熱器、蒸發(fā)器和省煤器內(nèi)均設置有能加強高溫煙氣湍流運動、強化流體傳熱并增加熱交換面面積的螺旋槽管。本實用新型具有熱能利用率高，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，吊裝方便、節(jié)省材料的優(yōu)點，可廣泛應用于石油化工、電力、鋼鐵、有色、水泥、建材、輕工、煤炭等行業(yè)。
文檔編號F28F1/12GK202303307SQ20112041955
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月29日
發(fā)明者江志彬, 蔡麗萍, 連海峰, 郭國義 申請人:寧波連通設備制造有限公司