CN104406441A - 一种具有螺旋混流功能的热交换u形管 - Google Patents

Abstract

一种具有螺旋混流功能的热交换U形管，包括管体和柔性混流棒，柔性混流棒套装在管体内，由于在柔性混流棒的轴芯上设有具有混合功能的左旋混流片和右旋混流片，当带压冷水从管体的进水端压入后，在左旋混流片和右旋混流片的作用下，管体内的水流不断改变流向，这样就使得管体内的水与管体外的热蒸汽均匀同步热交换，消除管体内水温的梯度差，提高了热量利用效率，从而大幅度提高发电系统中的高压蒸汽锅炉的热量利用效率。经实际试验测定，采用本发明的高压蒸汽锅炉的热量利用效率比现有技术提高10％～12％，节能效果显著，经济效益和社会效益都十分明显。

Description

一种具有螺旋混流功能的热交换U形管

技术领域：

本发明涉及一种火力发电和核能发电系统中的高压蒸汽锅炉，尤其涉及高压蒸汽锅炉中的热量交换U形管。

背景技术：

高压蒸汽锅炉是火力发电机组汽水系统中必不可少的关键设备，其作用是利用推动发电机组发电做功后的蒸汽加热进入锅炉的给水，实现余热的二次利用，从而提高整个发电机组的热量利用效率，降低能耗，减少排放，保护环境。热交换U形管是决定高压给水加热器热交换性能的关键核心部件，它的结构性能直接影响到蒸汽锅炉的热量利用效率。随着国家节能减排、保护环境的要求日益增高，尤其是对于大容量、高参数的超临界、超超临界的火力发电机组已经成为当前火力发电的重点发展方向，进一步提高高压蒸汽锅炉的热利用效率势在必行，因此，这就对高压蒸汽锅炉中的热量交换U形管提出了更高的要求。

目前，所用的热量交换U形管是由无缝钢管弯曲而成，其热交换方式是通过高压高温蒸汽对管体加热，热量再通过管体对管体内流动的水进行加热，在进行热交换时，由于管体内的水是沿管体内腔直线流动，靠近U形管壁体的水温高，而处于管体内孔中心位置的水温较低，在同等流量条件下，在单位时间内管体内的流水吸取的热量没有达到最大化，这就影响到U形管的热量交换效率。这是目前高压蒸汽锅炉热量交换效率没有提高的主要原因之一。

鉴于此，申请人凭借多年从事本行的实践和经验，经过潜心研究，设计出一种具有螺旋混流功能的热交换U形管。

发明内容：

为了进一步提高热交换U形管的热交换效率，本发明提供了一种具有螺旋混流功能的热交换U形管，它能将给水加热器内的高温蒸汽与无缝钢管内的冷水热交换完全，热量利用效率高，能耗低。

本发明采取的技术方案如下：

一种具有螺旋混流功能的热交换U形管，其特征是：包括管体和柔性混流棒，在管体的内孔的进水端设有限位台阶孔，柔性混流棒由通水盘、轴芯、左旋混流片和右旋混流片组成，左旋混流片和右旋混流片均按螺旋方式沿轴向设置在轴芯上，轴芯的一端与通水盘固定相连，通水盘卡装在限位台阶孔内，左旋混流片和右旋混流片的外径与管体的内孔孔径相对应，柔性混流棒的长度与管体的长度相对应。

进一步，左旋混流片和右旋混流片为连续的分布螺旋片状。

进一步，左旋混流片和右旋混流片为间断分布的螺旋片状。

进一步，通水盘由定位圈、三根以上径向撑杆和汇集内圈组成，径向撑杆沿周向等份地设置在定位圈和汇集内圈之间，轴芯的外露端与通水盘的汇集内圈固定相连。

进一步，所述柔性混流棒由耐高温的增强尼龙材料制成。

由于在管体的内孔中安装柔性混流棒，在柔性混流棒的轴芯上设有具有混合功能的左旋混流片和右旋混流片，当带压冷水从管体的进水端压入后，在左旋混流片和右旋混流片的作用下，管体内的水流不断改变流向，这样管体内的水流就得到了充分混合，因此带压冷却水能与管体充分接触吸热，从而提高吸热效果，冷却水进入U形无缝钢管的管体内时，水会呈螺旋状混流，管体内中心部分的水沿着柔性混流棒的螺旋叶片转动，这样就使得管体内的水与管体外的热蒸汽均匀同步热交换，消除管体内水温的梯度差，即位于管体中心的水与位于管体四周的水温度相同，它能从管体外的热蒸汽中吸收更多的热量，提高了热量利用效率，从而大幅度提高发电系统中的高压蒸汽锅炉的热量利用效率。经实际试验测定，采用本发明的高压蒸汽锅炉的热量利用效率比现有技术提高10％～12％，节能效果显著，经济效益和社会效益都十分明显。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为柔性混流棒在管体进水端的安装结构示意图；

图3为图2的仰视图；

图4为通水盘的结构示意图；

图5为图4中的A-A剖视图；

图中：1-管体；2-柔性混流棒；11-内孔；12-限位台阶孔；21-通水盘；22-轴芯；23-左旋混流片；24-右旋混流片；211-定位圈；212-径向撑杆；213-汇集内圈。

具体实施方式：

下面结合附图说明本发明的具体实施方式：

实施例1：一种具有螺旋混流功能的热交换U形管，如图1～图5所示，它由管体1和柔性混流棒2组成，在管体1的内孔11的进水端设有限位台阶孔12，柔性混流棒2由通水盘21、轴芯22、左旋混流片23和右旋混流片24组成，左旋混流片23和右旋混流片24均按螺旋方式沿轴向设置在轴芯22上，所述左旋混流片23和右旋混流片24为连续的分布螺旋片状，所述通水盘21由定位圈211、三根径向撑杆212和汇集内圈213组成，三根径向撑杆212沿周向等份地设置在定位圈211和汇集内圈213之间，轴芯22的外露端与汇集内圈213固定相连，通水盘21通过定位圈211卡装在限位台阶孔12内，定位圈211的外径与限位台阶孔12的孔径相对应，左旋混流片23和右旋混流片24的外径与管体1的内孔11的孔径相对应，柔性混流棒2的长度与管体1的长度相对应。

在本例中，所述柔性混流棒2由耐高温的增强尼龙材料制成。

实施例2：与实施例1不同之处在于左旋混流片23和右旋混流片24为间断分布的螺旋片状。

Claims (5)

1.一种具有螺旋混流功能的热交换U形管，其特征是：包括管体(1)和柔性混流棒(2)，在管体(1)的内孔(11)的进水端设有限位台阶孔(12)，柔性混流棒(2)由通水盘(21)、轴芯(22)、左旋混流片(23)和右旋混流片(24)组成，左旋混流片(23)和右旋混流片(24)均按螺旋方式沿轴向设置在轴芯(22)上，轴芯(22)的外露端与通水盘(21)固定相连，通水盘(21)卡装在限位台阶孔(12)内，左旋混流片(23)和右旋混流片(24)的外径与管体(1)的内孔(11)孔径相对应，柔性混流棒(2)的长度与管体(1)的长度相对应。

2.根据权利要求1所述具有螺旋混流功能的热交换U形管，其特征是：左旋混流片(23)和右旋混流片(24)为连续的分布螺旋片状。

3.根据权利要求1所述具有螺旋混流功能的热交换U形管，其特征是：左旋混流片(23)和右旋混流片(24)为间断分布的螺旋片状。

4.根据权利要求1所述具有螺旋混流功能的热交换U形管，其特征是：通水盘(21)由定位圈(211)、三根以上径向撑杆(212)和汇集内圈(213)组成，径向撑杆(212)沿周向等份地设置在定位圈(211)和汇集内圈(213)的之间，轴芯(22)的外露端与通水盘(21)的汇集内圈(213)固定相连。

5.根据权利要求1所述具有螺旋混流功能的热交换U形管，其特征是：所述柔性混流棒(2)由耐高温的增强尼龙材料制成。