鍋爐余熱交換器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種鍋爐余熱交換器，包含一個帶有多根可對流體進(jìn)行加熱的管道的熱交換器組件，一個由多個平行平板組成的翼片，翼片延伸后寬度與整個熱交換器組件的寬度相當(dāng)，翼片內(nèi)有管道橫穿其間，管道之間通過U型接頭相連，形成一條蛇形管道，熱交換器組件位于殼體中，帶有一個進(jìn)煙口和排煙口，多個用于確定殼體內(nèi)煙道精確位置的分隔擋板，煙道通過整個平板，從進(jìn)煙口貫穿至排煙口。該鍋爐余熱交換器能夠改進(jìn)余熱交換器中的煙氣流動，將大部分煙氣引導(dǎo)輸送至熱交換器的交換元件上去，并且能夠簡化熱交換器的結(jié)構(gòu)和組裝，且為一種高熱效率、結(jié)實(shí)耐用、使用可靠，結(jié)構(gòu)緊湊且價格低廉的余熱交換器。
【專利說明】
鍋爐余熱交換器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鍋爐的熱交換器。本實(shí)用新型提供一種特定余熱交換器，作為煙氣冷凝潛熱回收裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鍋爐通常帶有一個熱交換器，水沿著管道內(nèi)部流動，管道內(nèi)充滿了燃燒煙氣，當(dāng)煙氣冷卻時，水被加熱。傳統(tǒng)型鍋爐利用的是燃燒釋放的顯熱。還有一種比較有名的鍋爐稱為冷凝式鍋爐，回收利用鍋爐煙氣燃燒釋放的顯熱和煙氣中包含的水蒸汽凝結(jié)所釋放的潛熱。因此冷凝式鍋爐比傳統(tǒng)型鍋爐熱效率高，且越來越普及。
[0003]然而在生產(chǎn)、貿(mào)易和使用過程中，傳統(tǒng)型鍋爐仍然十分普及。所以人們開發(fā)余熱交換器，或余熱回收裝置，安裝在傳統(tǒng)鍋爐煙道的尾部排煙口，來吸收水蒸汽凝結(jié)所釋放的潛熱。設(shè)計(jì)這種熱量回收裝置的其中一個問題是，熱量回收區(qū)域的冷凝水酸度非常高。因此就需要從技術(shù)和材料的層面提高余熱回收裝置對冷凝水的耐酸性。
[0004]EP 0945688描述了一種鍋爐，這種鍋爐自帶的余熱交換器內(nèi)有一排扁平板，當(dāng)交換器被燃燒煙氣所包裹時，被加熱的水蒸汽會順著板內(nèi)的通道流動。余熱交換器包含一個分隔擋板，位于交換器的中心，方向上與這些板成90°直角，用于分離煙氣的進(jìn)口與出口，并在交換器內(nèi)部形成一個強(qiáng)制通道。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于實(shí)現(xiàn)一種性能改進(jìn)型的余熱交換器。尤其是改進(jìn)余熱交換器中的煙氣流動，將大部分煙氣引導(dǎo)輸送至熱交換器的交換元件上去。另外一個目的是簡化熱交換器的結(jié)構(gòu)和組裝。還有一個目的在于設(shè)計(jì)一種高熱效率、結(jié)實(shí)耐用、使用可靠，結(jié)構(gòu)緊湊且價格低廉的余熱交換器。
[0006]為了達(dá)到這些目的，本實(shí)用新型的對象為一種鍋爐余熱交換器，其包含一個帶有多根可對流體進(jìn)行加熱的管道的熱交換器組件，一個由多個平行平板組成的翼片，翼片延伸后寬度與整個熱交換器組件的寬度相當(dāng)，翼片內(nèi)有管道橫穿其間，管道之間通過U型接頭相連，形成一條蛇形管道，熱交換器組件位于殼體中，帶有一個進(jìn)煙口和排煙口，多個用于確定殼體內(nèi)煙道精確位置的分隔擋板，煙道通過整個平行平板，從進(jìn)煙口貫穿至排煙口。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例性實(shí)施例，所述的分隔擋板確定了煙道從熱交換器組件的上游大面積區(qū)域延伸至熱交換器組件下游小面積區(qū)域。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例性實(shí)施例，熱交換器組件包含了五根管道，上游大面積區(qū)域包含了五根管道中的至少三根。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例性實(shí)施例，分隔擋板被固定在熱交換器組件上。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例性實(shí)施例，所述分隔擋板的寬度與熱交換器組件上延伸的翼片的寬度相當(dāng)。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例性實(shí)施例，所述每個分隔擋板包含一個底座，往兩側(cè)延伸出兩片擋片，一排或多排耦接頭在與至少其中一片擋片相反的方向上，與底座垂直而立，與翼片上的扁平板榫卯相接。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例性實(shí)施例，所述熱交換器的殼體由一個罐體和一個殼體蓋板組成。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的一個示例性實(shí)施例，所述熱交換器的罐體和殼體蓋板依靠熱交換器組件上的U型接頭進(jìn)行引導(dǎo)支承。
【附圖說明】
[0014]更多特性和優(yōu)點(diǎn)將在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中得到體現(xiàn)，這些圖示僅作范例參考，實(shí)際使用功能并不僅限于此，圖示中:
[0015]圖1所示為本實(shí)用新型余熱交換器的整體透視圖；
[0016]圖2所示為圖1中熱交換器的側(cè)視圖；
[0017]圖3類似于圖2，為側(cè)視圖，此圖中交換器為打開狀態(tài)，不包含外部殼體蓋板；
[0018]圖4所示為熱交換器的熱交換器組件透視圖；
[0019]圖5所示為圖4熱交換器組件中某個部分細(xì)節(jié)的按比例放大圖；
[0020]圖6所示為熱交換器中一個分隔擋板的透視圖；以及
[0021]圖7所示為已安裝在熱交換器組件翼片上的圖6所示分隔擋板某一部分細(xì)節(jié)剖面的按比例放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]現(xiàn)在參照圖示，數(shù)字I所指示的整個余熱交換器包含了一個殼體2，優(yōu)選方案同時也包含了一個罐體3，該罐體通過螺釘5或其他類似部件連接帶有一個殼體蓋板4，其他穩(wěn)定的連接部件包括鉤體、槽體、舌體、牙體等等。優(yōu)選方案中，沿著連接部件的邊，在罐體3和殼體蓋板4之間放置了一個密封圈6。在熱交換器I的殼體2上引出了幾個煙氣進(jìn)煙口8和排煙口 7。特別注意的是，進(jìn)煙口 8和排煙口 7最好是環(huán)狀，并連接到殼體2的罐體3上。在熱交換器的殼體2上連接著待加熱水流的進(jìn)水口 9和出水口 10。特別注意的是，進(jìn)水口 9和出水口 10分置于殼體2的相對兩側(cè)，一個連接到罐體3而另一個連接到殼體蓋板4。在殼體2上還有一個冷凝水排放口 11，管道要位于運(yùn)轉(zhuǎn)中的熱交換器的下方。
[0023]在熱交換器I的殼體2上的中央殼體區(qū)域12放置的是熱交換器組件13，如圖示3中可見，它基本上是一個平行六面體形狀構(gòu)造。特別是，這個熱交換器組件13包含多根管道14，圖示范例中共有五根，但可以根據(jù)熱交換器的規(guī)格尺寸要求對數(shù)量和形狀進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。在圖示5中可以看得更清楚些，優(yōu)選方案中管道14如圖呈橢圓形排列，但這并非本實(shí)用新型的唯一排列方案，只是因?yàn)檫@種優(yōu)選方案能簡化制造和使用過程，具有良好的熱傳導(dǎo)性能，并且為熱交換器I其他部件的連接提供了一個良好的基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。
[0024]在它們各自的端部，管道14通過鋁制U型接頭15兩兩相連，從而一般會形成一個蛇形的管道回路，這個回路也可呈現(xiàn)其他形狀，帶有兩個端口 16和17，分別為液體的進(jìn)水口和出水口，液體一般指水，在鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，蛇形管道回路中的水被加熱成水蒸汽。進(jìn)水口16和出水口 17分別與殼體2上的液體進(jìn)口 9和出口 1相連。
[0025]用于增加熱交換器I運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，燃燒煙氣熱交換表面的翼片19，是通過裝置多塊平行等距分布的扁平板20實(shí)現(xiàn)的，扁平板之間的距離非常接近，留出極小的空隙，在熱交換器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，燃燒煙氣勢必穿過這些空隙，并將熱量留在翼片19上，也就留在管道14以及管道內(nèi)流動的液體中。根據(jù)整個熱交換器組件13的寬度，扁平板20延伸并布滿其上，由于每塊扁平板每個開口的形狀尺寸都與管道14的外側(cè)的形狀尺寸對應(yīng)相符，所以管道14得以橫穿其間，優(yōu)選形狀也為橢圓形。換句話說，扁平板20每個開口的邊最好都呈現(xiàn)橢圓形，這樣可與橫穿其間的管道14的外緣無縫對接，以保證管道14與扁平板20相互對接的區(qū)域內(nèi)沒有空隙。扁平板20的末端最好呈現(xiàn)L形，以形成一種整體的連續(xù)型側(cè)壁。當(dāng)然翼片的形狀也可與圖例所示不同，例如可以考慮波紋型翼片或者配備百葉，或其他與圖示不同的形狀，此處范例，僅作參考。
[0026]在翼片19頭部的兩個末端放置了兩片平板頭21，管道14的兩個末端從此伸出，用于連接其他端部，如前所述，連接的是U型接頭15，進(jìn)水口 16和出水口 17。在熱交換器I組裝完成的結(jié)構(gòu)中，兩塊平板頭21分別支承在罐體3和殼體蓋板4上，中間插入密封墊片(圖示中未標(biāo)注)，而U型接頭15在分別位于罐體3和殼體蓋板4一側(cè)凸出的盒型部件24和25的內(nèi)部(圖示I和2中可見)。在這種情況下殼體2內(nèi)部的煙氣被迫穿過翼片19而不會從熱交換器組件13的兩側(cè)逃逸。
[0027]在熱交換器組件13上裝置有分隔擋板28和29，可以將煙氣引導(dǎo)入殼體2以保證其有效地包裹整個翼片19，煙氣經(jīng)過一個C型通道，從進(jìn)煙口 8進(jìn)入，從排煙口 7排出。尤其是分隔擋板28和29強(qiáng)制煙氣在進(jìn)入進(jìn)煙口后穿過熱交換器組件上較大部分的30 ’區(qū)域，最好是能通過五根管道14中的三根，在圖示3中以從左往右的方向通過。
[0028]這些煙氣被輸送通過熱交換器組件13上的較小部分30”區(qū)域，最好是能通過五根管道14中剩余的兩根，在圖示3中以從左往右的方向通過，經(jīng)排煙口 7排出熱交換器I。
[0029]熱交換器組件13被分成兩個部分，第一個較大的部分30’在通道上部，第二個較小的部分30”在通道下部，最好是形成C型通道，這樣煙氣才能獲得更好更高效的熱能交換，因?yàn)闊煔庠诶鋮s的過程中體積會減小，在通過熱交換器組件13時冷凝釋放潛熱。
[0030]從圖示5至7中可以更清楚地看見，分隔擋板28和29各自都包含一個底座31，底座的寬度與處于熱交換器13的兩片平板頭21之間的翼片19的寬度相當(dāng)。從底座31往兩側(cè)延伸出兩片擋片32，與底座一起使得分隔擋板28和29構(gòu)成U型。在與擋片32相反的，底座31的另一側(cè)，是與底座31長邊垂直而立，橫向布置的幾片耦接頭33，起到與翼片19上的扁平板20榫卯相接的作用。
[0031]整個熱交換器組件13，包括幾條管道14，幾個U型接頭15，端口16、17，幾個翼片19和幾個平板頭21，組件可采用鋁制，與同類銅制或鋼制熱交換器相比，在成本和重量方面都有優(yōu)勢。另外鋁制熱交換器組件13在銅焊完成后，不需要進(jìn)行其他處理，不同于銅制熱交換器在焊接完成后必須涂上防酸腐蝕涂層加以保護(hù)。
[0032]熱交換器組件13的一個優(yōu)勢在于，可以在鋁制組件，尤其是鋁合金組件的外側(cè)涂上一層低熔點(diǎn)的銅焊涂層。通過這種方式，組件在組裝之后，熱交換器13在加熱后很容易超過銅焊涂層的熔點(diǎn)溫度(600°C左右)且沒有達(dá)到鋁合金的熔點(diǎn)溫度(660°C左右)，這樣，可以輕松實(shí)現(xiàn)各個不同組件的連接，而不需要采用以往銅制熱交換器所需的銅焊熔合縫焊的復(fù)雜步驟。另一個優(yōu)勢在于，相較于銅制熱交換器銅焊所需要的800°C高溫，鋁制熱交換器13的外部涂層只需要比600°C稍高的低溫就可以實(shí)現(xiàn)銅焊。
[0033]另一個優(yōu)勢在于，熱交換器組件13的管道14的內(nèi)外側(cè)都鍍上了銅焊材料，同時為熱交換組件13的所有部件構(gòu)成了一個銅焊和參照基準(zhǔn)，無論是固定在管道14內(nèi)部的部件，例如U型接頭15，端口 16和17，還是固定在管道14外部的部件，比如翼片19和平板頭21。這種熱交換器的生產(chǎn)方式方便快捷且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
[0034]另一個優(yōu)勢性特征在于，殼體2由塑料制成，具有耐熱抗酸的特性，價格低廉且易于安裝。分隔擋板28和29直接裝置在熱交換器組件13上可以簡化整個熱交換器I的安裝過程。其實(shí)只需要將帶有分隔擋板28和29的熱交換器組件13插入罐體3，放置密封圈6后，用殼體蓋板4覆蓋。這樣就方便且快速地完成了熱交換器I的組裝，并且殼體2內(nèi)的煙道也被精確地確定下來，而不會使煙氣在完全通過熱交換器組件13前逃逸出去。
[0035]當(dāng)然，在不改變本實(shí)用新型原理的前提下，操作的形式和試驗(yàn)的細(xì)節(jié)可與圖示和說明的內(nèi)容不盡相同，只要不脫離本實(shí)用新型的適用范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鍋爐余熱交換器，其特征在于，包含一個帶有多根可對流體進(jìn)行加熱的管道(14)的熱交換器組件(13)，一個由多個平行平板(20)組成的翼片(19)，翼片延伸后寬度與整個熱交換器組件(13)的寬度相當(dāng)，翼片內(nèi)有管道(14)橫穿其間，管道(14)之間通過U型接頭(15)相連，形成一條蛇形管道，熱交換器組件(13)位于殼體(2)中，帶有一個進(jìn)煙口(8)和排煙口(7)，多個用于確定殼體(2)內(nèi)煙道精確位置的分隔擋板(28，29)，煙道通過整個平行平板(20)，從進(jìn)煙口(8)貫穿至排煙口(7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐余熱交換器，其特征在于，所述的分隔擋板(28，29)確定了煙道從熱交換器組件(13)的上游大面積區(qū)域(30’)延伸至熱交換器組件(13)下游小面積區(qū)域(30”)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍋爐余熱交換器，其特征在于，熱交換器組件(13)包含了五根管道(14)，上游大面積區(qū)域(30’)包含了五根管道(14)中的至少三根。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的鍋爐余熱交換器，分隔擋板(28，29)被固定在熱交換器組件(13)上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鍋爐余熱交換器，其特征在于，所述分隔擋板(28，29)的寬度與熱交換器組件(13)上延伸的翼片(19)的寬度相當(dāng)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鍋爐余熱交換器，其特征在于，每個所述分隔擋板包含一個底座(31)，往兩側(cè)延伸出兩片擋片(32)，一排或多排耦接頭(33)在與至少其中一片擋片(32)相反的方向上，與底座(31)垂直而立，與翼片(19)上的扁平板(20)榫卯相接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐余熱交換器，其特征在于，所述熱交換器的殼體(2)由一個罐體(3)和一個殼體蓋板(4)組成。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鍋爐余熱交換器，其特征在于，所述熱交換器的罐體(3)和殼體蓋板(4)依靠熱交換器組件(13)上的U型接頭(15)進(jìn)行引導(dǎo)支承(24，25)。
【文檔編號】F28F9/22GK205607207SQ201521108416
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年12月28日
【發(fā)明人】塞韋里諾·卡波達(dá)戈利
【申請人】瓦勒麥克股份公司