CN201463674U - 一种热管和热管空气预热器 - Google Patents
一种热管和热管空气预热器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201463674U CN201463674U CN 200920091823 CN200920091823U CN201463674U CN 201463674 U CN201463674 U CN 201463674U CN 200920091823 CN200920091823 CN 200920091823 CN 200920091823 U CN200920091823 U CN 200920091823U CN 201463674 U CN201463674 U CN 201463674U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pipe
- graphite
- heat
- heat pipe
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air Supply (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种热管和热管空气预热器，以解决现有管壳材料为金属或金属受热段换热面覆盖搪瓷层的热管用于热管空气预热器时发生低温烟气酸露点腐蚀等问题。本实用新型热管的管壳由金属管(2)和石墨管(4)组成，金属管的连接端和石墨管的连接端通过螺纹连接，两个连接端之间设有第一密封圈(3)。金属管的封闭端设有与其焊接连接的金属管塞(1)。石墨管的封闭端设有与其螺纹连接的石墨管封头(7)，两者之间设有第二密封圈(6)。热管空气预热器采用本实用新型的热管，管板材料为石墨，烟气管箱箱板的内表面设有石墨板。本实用新型的热管主要用于热管空气预热器，热管空气预热器主要用于石油化工、煤化工行业的管式加热炉装置中。
Description
技术领域
本实用新型属于石油化工、煤化工传热设备领域，涉及一种热管和热管空气预热器。
背景技术
在石油化工、煤化工行业的管式加热炉装置中，热管空气预热器的应用很广泛；利用热管这一高效传热元件回收烟气余热、以加热进入管式加热炉的空气，实现节能目的。目前工业用热管元件，包括受热段和冷却段；管壳一般由碳钢制成，没有抗低温烟气酸露点腐蚀的能力，在空气预热器中使用时会造成腐蚀失效，进而使热管空气预热器的热效率降低甚至不能使用。低温烟气酸露点腐蚀，在加热炉烟气排放温度降低到烟气露点温度以下时发生。为解决腐蚀问题，有些热管空气预热器的热管使用耐酸不锈钢制作管壳，但这会使热管以及热管空气预热器的成本增高，工业应用很受限制。况且耐酸不锈钢热管对抵御低温烟气酸露点腐蚀的效果也不十分理想。
中国专利CN2757083Y公开了一种用于加热炉烟气余热回收的热管空气预热器，装有不同直径、高低相间翅片的热管；热管管壳(包括翅片)材料为金属，不能抵御低温烟气酸露点腐蚀，只能在露点温度以上工作。CN1427239A公开了一种用于热交换的耐酸腐蚀搪瓷热管元件，其结构包括受热段和冷却段，管内有工作液体(工质)。热管的基体材料为碳钢，在受热段换热面上具有一层搪瓷层；搪瓷层的厚度为0.3～0.8毫米。存在的问题是，在搪瓷层烧结过程中，易出现针孔、沙眼等缺陷，且不易检验出来；使用过程中，烟气中的硫化物所形成的稀硫酸会经搪瓷层表面的缺陷腐蚀碳钢管壁，造成热管失效，并使采用这种热管的空气预热器的使用寿命降低。CN2214657Y公开了一种石墨热管，在空心石墨管端头装有石墨塞，石墨塞与空心石墨管间有石墨粘合层，空心石墨管内装有工作液体；具有传热效率高、耐腐蚀等优点。用于热管空气预热器时存在的问题是，石墨管有一定的脆性，抗弯强度较低；做成的热管长度较长时，容易折断。石墨热管的两端设有石墨塞，靠粘接密封，密封可靠性不高，易导致工质泄漏，从而使石墨热管的传热效率降低或失效。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：现有管壳材料为金属或金属受热段换热面覆盖搪瓷层的热管用于热管空气预热器时发生低温烟气酸露点腐蚀、管壳材料为石墨的热管长度较长时容易折断以及密封可靠性不高等问题。
为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：一种热管，设有管壳，管壳内装有工质，其特征在于：所述的管壳由金属管和石墨管组成，金属管的连接端和石墨管的连接端通过螺纹连接，两个连接端之间设有第一密封圈，金属管的封闭端设有与其焊接连接的金属管塞，石墨管的封闭端设有与其螺纹连接的石墨管封头，两者之间设有第二密封圈。
一种热管空气预热器，设有热管、空气管箱和烟气管箱，空气管箱与烟气管箱之间设有管板，管板上设有管孔，热管与管孔之间设有管孔密封件，其特征在于：热管为上述本实用新型的热管，热管的金属管设于空气管箱内，石墨管设于烟气管箱内，管板的材料为石墨，所述的管孔密封件设于石墨管与管孔之间，烟气管箱箱板的内表面设有石墨板.
采用本实用新型，具有如下的有益效果：(1)本实用新型的热管，管壳由金属管和石墨管组成，是一种复合式的热管。用于热管空气预热器时，热管的石墨管设于烟气管箱内，石墨管段作为热管的受热段；利用石墨材料超强的耐硫酸腐蚀性能，来抵御低温烟气酸露点腐蚀。同时，石墨材料的导热系数比较高，约可达100W/m·K，使石墨管段(受热段)能有效地吸收烟气的热量。由于空气基本上没有腐蚀性，所以将热管的金属管设于空气管箱内。金属管段作为热管的冷却段，用于向空气中释放热量。(2)热管的管壳由金属管和石墨管组成，金属管与石墨管之间、金属管的封闭端与金属管塞之间、石墨管的封闭端与石墨管封头之间，连接牢靠、密封良好、可靠性高，使热管具有较好的抗弯强度，在热管长度较长时也不容易折断；同时，由于密封可靠性高，可有效地防止热管内工质的泄漏，使热管能可靠地使用。(3)本实用新型的热管空气预热器采用本实用新型的热管，同时管板材料采用石墨，并在烟气管箱箱板的内表面设置石墨板，从而可以有效地防止烟气管箱内各部件发生低温烟气酸露点腐蚀。
由于以上的原因，本实用新型的热管和热管空气预热器能够在较低的烟气排放温度下长周期、安全地使用。另外，由于石墨材料单位体积的成本与碳钢基本相同、低于不锈钢，使本实用新型热管以及热管空气预热器的成本不高，不会因成本问题使其工业应用受到限制。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本实用新型要求保护的范围。
附图说明
图1是本实用新型的一种热管沿轴向的剖视图。
图2是本实用新型的另一种热管沿轴向的剖视图。
图3是本实用新型热管空气预热器的结构示意图。
图1、图2中还示出了热管空气预热器的管板以及热管的石墨管与管板上的管孔之间所设的管孔密封件。图1至图3中，相同附图标记表示相同的技术特征。
具体实施方式
参见图1、图2，本实用新型的热管，设有管壳，管壳内装有工质5。管壳由金属管2和石墨管4组成。金属管2的连接端和石墨管4的连接端通过螺纹连接，两个连接端之间设有第一密封圈3。金属管2的封闭端设有与其焊接连接的金属管塞1，焊接为密封焊接。金属管塞1上带有小孔，供向热管管壳内充入工质以及抽真空之用。石墨管4的封闭端设有与其螺纹连接的石墨管封头7，两者之间设有第二密封圈6。
图1中，金属管2连接端的螺纹为外螺纹，石墨管4连接端的螺纹为内螺纹.金属管2的连接端设有金属管密封压板21；金属管密封压板21一般是焊接于金属管2的连接端.石墨管4的连接端设有石墨管密封压板41，石墨管密封压板41与石墨管4一般是在制造时一起压制成形.第一密封圈3设于金属管密封压板21与石墨管密封压板41之间；金属管2与石墨管4连接端的螺纹旋紧后，第一密封圈3被压紧，实现密封.图2中，金属管2连接端的螺纹为外螺纹；石墨管4连接端的螺纹为内螺纹，内螺纹孔的直径大于石墨管4的内直径，在内螺纹孔的底部形成凸台.第一密封圈3设于该凸台与金属管2连接端的端头之间；金属管2与石墨管4连接端的螺纹旋紧后，第一密封圈3被压紧，实现密封.
图1中，石墨管4封闭端的螺纹为内螺纹，石墨管封头7的螺纹为外螺纹。石墨管封头7的外端带有凸缘，该凸缘与石墨管封头7一般是在制造时一起压制成形，也可通过机加工的方式成形。第二密封圈6设于石墨管4封闭端的端头与石墨管封头7上的凸缘之间；石墨管4封闭端与石墨管封头7的螺纹旋紧后，第二密封圈6被压紧，实现密封。图2中，石墨管封头7的螺纹为外螺纹；石墨管4封闭端的螺纹为内螺纹，内螺纹孔的直径大于石墨管4的内直径，在内螺纹孔的底部形成凸台。第二密封圈6设于该凸台与石墨管封头7的内端之间；石墨管4封闭端与石墨管封头7的螺纹旋紧后，第二密封圈6被压紧，实现密封。
上述的各种螺纹连接与密封，不限于图1、图2所示的方式，而是可以进行一些常规的改变。比如，金属管2连接端的螺纹为内螺纹、石墨管4连接端的螺纹为外螺纹，石墨管4封闭端的螺纹为外螺纹、石墨管封头7的螺纹为内螺纹，同时对第一密封圈3和第二密封圈6的设置位置以及密封面的结构与位置进行相应的改变。这些改变对于本领域的技术人员来说都是容易实现的；详细的说明与附图省略。
本实用新型的热管，金属管2可以为翅片管或光管；图1、图2所示的金属管2为翅片管。金属管2和金属管塞1以及金属管密封压板21的材料一般为碳钢或不锈钢。石墨管4为光管。石墨管4和石墨管封头7的材料，要求能耐低温烟气酸露点腐蚀，同时还能耐烟气温度；常用种类为酚醛树脂石墨、呋喃石墨、二乙烯基苯石墨、聚四氟乙烯石墨或聚丙烯石墨。石墨管密封压板41的材料与石墨管4相同。
第二密封圈6的材料，要求能耐低温烟气酸露点腐蚀、耐烟气温度、具有良好的密封性能；常用种类为聚四氟乙烯、氟橡胶、硅橡胶或膨胀石墨。第一密封圈3因不与烟气接触，因此只要能够实现密封即可；其材料一般为聚四氟乙烯或普通的橡胶、石棉。
本实用新型热管的各组件组装完成、所有螺纹全部旋紧后，经金属管塞1上的小孔向热管管壳内充入工质；工质为水、乙醇或甲苯等。工质充装完毕后，再经金属管塞1上的小孔对热管管壳内部抽真空。之后，将该小孔焊接密封，即完成了本实用新型热管的制造。
参见图3，本实用新型的热管空气预热器，设有热管、空气管箱10和烟气管箱11，空气管箱10与烟气管箱11之间设有管板9。管板9上设有管孔，供热管穿过；热管与管孔之间设有管孔密封件8。热管为上述本实用新型的热管；热管的金属管2设于空气管箱10内，石墨管4设于烟气管箱11内。图3中，热管未剖视。石墨管段(包括石墨管4及管内工质)作为热管的受热段，用于吸收烟气的热量。金属管段(包括金属管2及管内工质)作为热管的冷却段，用于向空气中释放热量。
现有的热管空气预热器，烟气管箱与空气管箱之间的管板的材料一般为碳钢，存在低温烟气酸露点腐蚀问题.本实用新型的热管空气预热器，管板9的材料为石墨，可以防止发生低温烟气酸露点腐蚀.本实用新型的热管，石墨管4由管板9上的管孔穿过，管孔密封件8设于石墨管4与管孔之间，参见图3以及图1、图2.图1所示的热管(图3中的与此相同)，石墨管密封压板41位于空气管箱10内(参见图3).图2所示的热管，其石墨管4的连接端一般是伸入空气管箱10内一小段.现有的热管空气预热器，烟气管箱箱板的材料一般为碳钢，其内表面也存在低温烟气酸露点腐蚀问题.本实用新型的热管空气预热器，在烟气管箱11箱板的内表面设有石墨板12，可以防止箱板内表面发生低温烟气酸露点腐蚀.石墨板12通常是用黏结剂(例如酚醛石墨胶等)粘接在箱板内表面上.管板9和石墨板12材料的要求与常用种类，与石墨管4相同.
由于管板9与石墨管4的材料相同，因而不必担心热膨胀差带来的影响。管孔密封件8的结构与材料，与现有设于热管与管孔之间的管孔密封件相同；其具体的材料要求与常用种类，与第二密封圈6相同。石墨管4与管孔密封件8之间、管孔密封件8与管孔之间的配合，均为紧配合。管孔密封件8最好是采用聚四氟乙烯；它的热膨胀系数大，热态下可保持良好的密封，漏风系数小；润滑性能好，使石墨管4能够自由伸缩，石墨管4与管孔密封件8之间能够保持良好的软接触。
本实用新型的热管空气预热器，按常规方式操作，说明从略。图3中，以实心箭头示出烟气的流动方向，空心箭头示出空气的流动方向。
本实用新型的热管主要用于热管空气预热器，热管空气预热器主要用于石油化工、煤化工行业的管式加热炉装置中。
Claims (6)
1.一种热管，设有管壳，管壳内装有工质(5)，其特征在于：所述的管壳由金属管(2)和石墨管(4)组成，金属管(2)的连接端和石墨管(4)的连接端通过螺纹连接，两个连接端之间设有第一密封圈(3)，金属管(2)的封闭端设有与其焊接连接的金属管塞(1)，石墨管(4)的封闭端设有与其螺纹连接的石墨管封头(7)，两者之间设有第二密封圈(6)。
2.根据权利要求1所述的热管，其特征在于：金属管(2)为翅片管或光管，金属管(2)和金属管塞(1)的材料为碳钢或不锈钢，石墨管(4)为光管，石墨管(4)和石墨管封头(7)的材料为酚醛树脂石墨、呋喃石墨、二乙烯基苯石墨、聚四氟乙烯石墨或聚丙烯石墨。
3.根据权利要求1或2所述的热管，其特征在于：第二密封圈(6)的材料为聚四氟乙烯、氟橡胶、硅橡胶或膨胀石墨。
4.一种热管空气预热器，设有热管、空气管箱(10)和烟气管箱(11)，空气管箱(10)与烟气管箱(11)之间设有管板(9)，管板(9)上设有管孔，热管与管孔之间设有管孔密封件(8)，其特征在于：热管为权利要求1所述的热管，热管的金属管(2)设于空气管箱(10)内，石墨管(4)设于烟气管箱(11)内，管板(9)的材料为石墨，所述的管孔密封件(8)设于石墨管(4)与管孔之间，烟气管箱(11)箱板的内表面设有石墨板(12)。
5.根据权利要求4所述的热管空气预热器，其特征在于：管板(9)和石墨板(12)的材料为酚醛树脂石墨、呋喃石墨、二乙烯基苯石墨、聚四氟乙烯石墨或聚丙烯石墨。
6.根据权利要求4或5所述的热管空气预热器，其特征在于：管孔密封件(8)的材料为聚四氟乙烯、氟橡胶、硅橡胶或膨胀石墨。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200920091823 CN201463674U (zh) | 2009-07-22 | 2009-07-22 | 一种热管和热管空气预热器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200920091823 CN201463674U (zh) | 2009-07-22 | 2009-07-22 | 一种热管和热管空气预热器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201463674U true CN201463674U (zh) | 2010-05-12 |
Family
ID=42391025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200920091823 Expired - Fee Related CN201463674U (zh) | 2009-07-22 | 2009-07-22 | 一种热管和热管空气预热器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201463674U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102620585A (zh) * | 2012-04-27 | 2012-08-01 | 长春当代信息产业集团有限公司 | 一种热管元件 |
| CN105823369A (zh) * | 2016-05-14 | 2016-08-03 | 江阴中绿化纤工艺技术有限公司 | 一种热管换热器的隔仓密封装置 |
| CN106197023A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-12-07 | 钮德明 | 钛白废酸热管加热炉 |
| CN117346570A (zh) * | 2023-12-06 | 2024-01-05 | 国家能源集团科学技术研究院有限公司 | 一种高吸热密度的低成本真空热管换热器 |
-
2009
- 2009-07-22 CN CN 200920091823 patent/CN201463674U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102620585A (zh) * | 2012-04-27 | 2012-08-01 | 长春当代信息产业集团有限公司 | 一种热管元件 |
| CN105823369A (zh) * | 2016-05-14 | 2016-08-03 | 江阴中绿化纤工艺技术有限公司 | 一种热管换热器的隔仓密封装置 |
| CN106197023A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-12-07 | 钮德明 | 钛白废酸热管加热炉 |
| CN106197023B (zh) * | 2016-07-20 | 2018-06-26 | 钮德明 | 钛白废酸热管加热炉 |
| CN117346570A (zh) * | 2023-12-06 | 2024-01-05 | 国家能源集团科学技术研究院有限公司 | 一种高吸热密度的低成本真空热管换热器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201828176U (zh) | 一种热管和热管空气预热器 | |
| CN201463674U (zh) | 一种热管和热管空气预热器 | |
| CN106017139A (zh) | 一种可应用于多种场合的换热装置 | |
| CN201672846U (zh) | 一种双波套管换热器 | |
| CN201437988U (zh) | 一种热管空气预热器 | |
| CN2901221Y (zh) | 一种用于腐蚀性介质的管壳式换热器 | |
| CN100507426C (zh) | 导热复合材料紧凑型板壳式换热器 | |
| CN202216587U (zh) | 应用椭圆扁螺旋换热管的换热器 | |
| CN201599817U (zh) | 高温烟气与多介质间热量交换的整体列管式换热器 | |
| CN201593800U (zh) | 垂直流动的烟气从高温降至低温的空气预热器 | |
| CN213841839U (zh) | 一种大通量石墨换热器 | |
| CN214950785U (zh) | 一种热管节能器 | |
| CN108426265A (zh) | 一种复合管烟气热水器 | |
| CN208920922U (zh) | 一种碳化硅换热器 | |
| CN207797824U (zh) | 碳化硅管壳式换热器 | |
| CN210070691U (zh) | 烟气余热热管回收装置 | |
| CN210891741U (zh) | 一种用于耐腐蚀高换热效率的复合型换热器 | |
| CN203907660U (zh) | 一种热管空气预热器 | |
| CN202522111U (zh) | 双金属翅片热管 | |
| CN202432893U (zh) | 单管膨胀管式预热器 | |
| CN216668379U (zh) | 一种碳化硅换热器 | |
| CN201593801U (zh) | 水平流动的烟气从高温降至低温的空气预热器 | |
| CN219531750U (zh) | 一种热源塔换热装置 | |
| CN210135599U (zh) | 一种双管程复合高效换热器 | |
| CN209978681U (zh) | 一种用于烧结大烟道余热锅炉的内拉槽热管装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 100728 Beijing, Chaoyangmen, North Street, No. 22, No. Co-patentee after: Luoyang Petrochemical Engineering Corporation /SINOPEC Patentee after: China Petrochemical Group Corp. Address before: 100728 Beijing, Chaoyangmen, North Street, No. 22, No. Co-patentee before: Luoyang Petrochemical Engineering Co., China Petrochemical Group Patentee before: China Petrochemical Group Corp. |
|
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SINOPEC LUOYANG PETROCHEMICAL ENGINEERING CORPORAT Free format text: FORMER OWNER: SINOPEC GROUP Effective date: 20130326 Free format text: FORMER OWNER: SINOPEC LUOYANG PETROCHEMICAL ENGINEERING CORPORATION Effective date: 20130326 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 100728 CHAOYANG, BEIJING TO: 471003 LUOYANG, HENAN PROVINCE |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20130326 Address after: 471003 Zhongzhou West Road, Henan, China, No. 27, No. Patentee after: Luoyang Petrochemical Engineering Corporation /SINOPEC Address before: 100728 Beijing, Chaoyangmen, North Street, No. 22, No. Patentee before: China Petrochemical Group Corp. Patentee before: Luoyang Petrochemical Engineering Corporation /SINOPEC |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100512 Termination date: 20160722 |