CN113340000B - 一种可减少积碳的有机热载体锅炉导热油管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可减少积碳的有机热载体锅炉导热油管，有效的解决了导热油管内壁容易形成积碳、换热效率低、弯管处容易局部堵塞的问题；解决的技术方案包括多个管节、多段管身和多个U型接头，管节的轴线处安装有一个阻流块，阻流块处的过流面积与管道其余部位的过流面积相同，阻流块的轴线处装有一个转轴，转轴的上游端安装有一个水力叶片，转轴的下游端固定有一个条形的磁铁，管节的外壁沿管道走向固定有一个棒状的导体，导体接入闭合回路中且回路中连接有电流表；本发明一方面能够减慢管道内壁积碳形成的速度，另一方面能有效提高导热油管的热交换效率，另外弯管处沉积的油泥会自动收集且便于清理。

Description

一种可减少积碳的有机热载体锅炉导热油管
技术领域
本发明涉及锅炉设备领域，具体是一种可减少积碳的有机热载体锅炉导热油管。
背景技术
有机热载体锅炉是指以高温导热油作为热介质进行换热的锅炉，导热油长时间在高温下发生氧化聚合或缩合反应，形成油泥和积碳；导热油在油管内流动时，由于外层流体受到管道内壁摩擦阻力，而轴线处的内层流体无此摩擦阻力，因此外层流速低，内层流速高，这种流速差带来了两个弊端：其一，外层的贴壁流速低，使积碳更容易在管道内壁上沉积固化，积碳形成的速度快；其二，在总流量相同的情况下，外层流速低内层流速高，就使外层流量小，内层流量大，而导热油与管道壁之间的换热主要发生在外层流体，这就导致在一单程中，大量的导热油从内层流过而无法直接与管壁参与热交换，而直接参与热交换的外层流量较小，造成热交换效率低；另外，管道内形成的油泥主要沉积在管道换向处，因此的弯管处极易形成局部堵塞影响整个设备的运行。
发明内容
为解决导热油管内壁容易形成积碳、换热效率低、弯管处容易局部堵塞的问题，本发明提供了一种可减少积碳的有机热载体锅炉导热油管。
其技术方案是，一种可减少积碳的有机热载体锅炉导热油管，包括多个管节、多段管身和多个U型接头，管节为短管，管身为长管，管节与管身沿轴线交替排布并连接、U型接头安装在管道转向处，从而形成呈S形排布的导热油管，且管节在导热油管上等距排布；所述的管节的轴线处安装有一个阻流块，阻流块为锥形且小端朝向导热油管的上游方向，阻流块处的管节的管径扩大，使阻流块处的过流面积与管道其余部位的过流面积相同，阻流块的轴线处装有一个第一转轴，第一转轴的上游端安装有一个第一水力叶片，第一转轴的下游端固定有一个条形的磁铁，磁铁与第一转轴垂直，管节的外壁沿管道走向固定有一个棒状的导体，导体接入闭合回路中且回路中连接有电流表，磁铁随第一转轴转动时导体会切割磁感线在闭合回路中产生电流。
所述的阻流块内开有多个斜向的通道，通道一端位于阻流块的侧壁，一端位于阻流块的大端。
所述的U型接头的外侧中部安装有一个斜管，斜管的内端与U型管内部连通且斜管的该端管口朝向下游方向，斜管的外端经螺纹旋装有端盖。
所述的斜管内装有一个第二转轴，第二转轴一端伸入U型管内且该端安装有第二水力叶片，第二转轴上安装有螺旋叶片。
所述的斜管的内端口的上游侧安装有一个弧形的挡板，挡板与斜管管口的下游侧留有间隙。
所述的管身与管节、U型接头均经法兰连接。
每段所述的管身的两端面上均开有一个环形槽，环形槽的截面为V型，环形槽内装有一个截面为V型的密封圈，所述的管节的两端以及U型接头的两端均设有一个与环形槽适配的环形凸起，环形凸起插入环形槽内后，法兰螺栓拧紧使密封圈受压形成有效密封。
本发明能够使管道内内层流速减慢，外层流速加快，一方面能够减慢管道内壁积碳形成的速度，另一方面能有效提高导热油管的热交换效率，另外弯管处沉积的油泥会自动收集且便于清理。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为本发明的主视剖视图。
图3为管节的主视剖视图。
图4为管节的立体图。
图5为U型接头的主视剖视图。
图6为图2中A位置的放大图。
具体实施方式
以下结合附图1-6进一步说明本发明的具体实施方式。
本发明包括多个管节1、多段管身2和多个U型接头3，管节1为短管，管身2为长管，管节1与管身2沿轴线交替排布并连接、U型接头3安装在管道转向处，从而形成呈S形排布的导热油管，且管节1在导热油管上等距排布；所述的管节1的轴线处安装有一个阻流块4，阻流块4为锥形且小端朝向导热油管的上游方向，阻流块4处的管节1的管径扩大，使阻流块4处的过流面积与管道其余部位的过流面积相同，阻流块4的轴线处装有一个第一转轴5，第一转轴5的上游端安装有一个第一水力叶片6，第一转轴5的下游端固定有一个条形的磁铁7，磁铁7与第一转轴5垂直，管节1的外壁沿管道走向固定有一个棒状的导体8，导体8接入闭合回路中且回路中连接有电流表9，磁铁7随第一转轴5转动时导体8会切割磁感线在闭合回路中产生电流。
所述的阻流块4内开有多个斜向的通道10，通道10一端位于阻流块4的侧壁，一端位于阻流块4的大端，导热油流过阻流块4时，部分导热油经通道10流至阻流块4的大端，减小阻流块4大端形成的空穴漩涡，从而减小由此而产生的压力损失。
所述的U型接头3的外侧中部安装有一个斜管11，斜管11的内端与U型管内部连通且斜管11的该端管口朝向下游方向，斜管11的外端经螺纹旋装有端盖12，U型管内沉积的油泥会滑入斜管11内。
所述的斜管11内装有一个第二转轴13，第二转轴13一端伸入U型管内且该端安装有第二水力叶片14，第二转轴13上安装有螺旋叶片15，第二转轴13转动时，螺旋叶片15可将油泥向斜管11外端推动。
所述的斜管11的内端口的上游侧安装有一个弧形的挡板16，挡板16与斜管11管口的下游侧留有间隙，导热油流经挡板16时，会在斜管11管口的下游侧形成一个冲刷盲区，如图2中位置B所示，从而使油泥在此盲区内沉积并向斜管11内滑落。
所述的管身2与管节1、U型接头3均经法兰连接。
每段所述的管身2的两端面上均开有一个环形槽17，环形槽17的截面为V型，环形槽17内装有一个截面为V型的密封圈18，所述的管节1的两端以及U型接头3的两端均设有一个与环形槽17适配的环形凸起19，环形凸起19插入环形槽17内后，法兰螺栓拧紧使密封圈18受压形成有效密封。
导热油在普通油管内流动时，贴近管道内壁的外侧导热油由于受到管道摩擦阻力的作用，流速较慢，而轴线处由于没有阻力，因此流速较快，而本发明在油管的轴线处间隔分布有多个阻流块4，阻流块4会使轴线处的流体产生阻力而流速减慢，而管道的各处的过流面积相同，在总流量不变的情况下，轴线处的流速减慢，必定会使内壁处的流速加快，从而很大程度上平衡轴线处和内壁处的流速差；内壁处的导热油流速加快，使积碳更不容易在导热油管内壁沉积，从而大大减慢油管内壁积碳形成的速度，延长导热油管的有效工作时间；另一方面，轴线处的流速减慢，内壁处的流速加快，使外层的流量增大，内层的流量减小，从而使更多的导热油直接参与热交换，有效的提高导热油管的热效率。
在U型接头3处沉积的油泥，会从斜管11管口下游侧的冲刷盲区滑入斜管11内，导热油通过第二水力叶片14推动螺旋叶片15转动，将斜管11内的油泥向斜管11外端推动，定期打开斜管11外端的端盖12进行清理即可。
导热油在有关内流动时，会通过第一水力叶片6推动第一转轴5和磁铁7转动，磁铁7转动会使管节1外的导体8切割磁感线，从而在闭合回路中产生电流，当某一管节1前的一段管身2内壁积碳较多时，该处的过流面积减小，流速会加快，因此该管节1内的磁铁7转速加快，从而使闭合回路中的电路增大，通过电流表9的读数可获知管道的堵塞情况，从而有针对性的进行管道的清理。
本发明通过在管道的轴线处等距设置阻流块4，增大管道轴线处的阻力，使管道内内层流速减慢，外层流速加快，一方面能够减慢管道内壁积碳形成的速度，另一方面，使外层的流量增大，更多的导热油直接与管道内壁进行热交换，有效的提高导热油单程的换热量，有效提高导热油管的热交换效率；另外，在U型接头3处合理设置斜管11以及通过弧形的挡板16形成冲刷盲区，使U型接头3处的油泥集中收集在斜管11内，避免管道在拐弯处形成局部堵塞，且便于清理收集的油泥。

Claims (6)

1.一种可减少积碳的有机热载体锅炉导热油管，其特征在于，包括管节（1）、管身（2）和U型接头（3），管节（1）、管身（2）和U型接头（3）均具有多个，管节（1）为短管，管身（2）为长管，管节（1）与管身（2）沿轴线交替排布并连接、U型接头（3）安装在管道转向处，从而形成呈S形排布的导热油管，且管节（1）在导热油管上等距排布；所述的管节（1）的轴线处安装有一个阻流块（4），阻流块（4）为锥形且小端朝向导热油管的上游方向，阻流块（4）处的管节（1）的管径扩大，使阻流块（4）处的过流面积与管道其余部位的过流面积相同，阻流块（4）内开有多个斜向的通道（10），通道（10）一端位于阻流块（4）的侧壁，一端位于阻流块（4）的大端；阻流块（4）的轴线处装有一个第一转轴（5），第一转轴（5）的上游端安装有一个第一水力叶片（6），第一转轴（5）的下游端固定有一个条形的磁铁（7），磁铁（7）与第一转轴（5）垂直，管节（1）的外壁沿管道走向固定有一个棒状的导体（8），导体（8）接入闭合回路中且回路中连接有电流表（9），磁铁（7）随第一转轴（5）转动时导体（8）会切割磁感线在闭合回路中产生电流。
2.根据权利要求1所述的一种可减少积碳的有机热载体锅炉导热油管，其特征在于，所述的U型接头（3）的外侧中部安装有一个斜管（11），斜管（11）的内端与U型管内部连通且斜管（11）的内端管口朝向下游方向，斜管（11）的外端经螺纹旋装有端盖（12）。
3.根据权利要求2所述的一种可减少积碳的有机热载体锅炉导热油管，其特征在于，所述的斜管（11）内装有一个第二转轴（13），第二转轴（13）一端伸入U型管内，且第二转轴（13）伸入U型管内的一端安装有第二水力叶片（14），第二转轴（13）上安装有螺旋叶片（15）。
4.根据权利要求3所述的一种可减少积碳的有机热载体锅炉导热油管，其特征在于，所述的斜管（11）的内端口的上游侧安装有一个弧形的挡板（16），挡板（16）与斜管（11）管口的下游侧留有间隙。
5.根据权利要求1所述的一种可减少积碳的有机热载体锅炉导热油管，其特征在于，所述的管身（2）与管节（1）、U型接头（3）均经法兰连接。
6.根据权利要求1所述的一种可减少积碳的有机热载体锅炉导热油管，其特征在于，每段所述的管身（2）的两端面上均开有一个环形槽（17），环形槽（17）的截面为V型，环形槽（17）内装有一个截面为V型的密封圈（18），所述的管节（1）的两端以及U型接头（3）的两端均设有一个与环形槽（17）适配的环形凸起（19）。
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