CN209623472U - 一种换热元件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及换热设备技术领域，公开一种具有内外翅片的换热元件，包括基管，设置于基管外壁上的若干组外扩展翅片，以及设置于基管内侧壁上的若干组内扩展翅片，若干组外扩展翅片沿基管的轴向间隔设置，若干组内扩展翅片沿基管的轴向间隔设置，且每组内扩展翅片包括周向的内翅片。本实用新型的换热元件整体的换热面积大、换热系数高，能够破坏管道涡流，减少管道积灰，提高换热效率。

Description

一种换热元件

技术领域

本实用新型涉及换热设备技术领域，尤其涉及一种具有内外翅片的换热元件。

背景技术

目前，大型火力发电厂，特别是燃煤电厂，锅炉系统中的空气预热器通常采用回转式空气预热器，其中的换热元件在降低排烟温度时主要存在以下问题：

1.由于现有换热元件的实际换热面积较小，使其传热系数较低，使得排烟的温度过高，易造成锅炉系统热量浪费。2.由于换热不充分，换热区温度场不均匀，回转式空气预热器存在冷端，易生成硫酸氢铵堵塞空气预热器，而且换热区局部温度的过高过低不利于壁温控制，容易导致腐蚀。3.常采用的金属光管或螺旋管换热器管道中流体的速度场分布不均匀，存在涡流区域，使得管道内积灰较多，容易堵塞，造成清理困难。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供具有较大换热面积、较高换热系数，能有效降低排烟温度，同时能破除涡流，自清灰，减少管道堵塞的换热元件。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种换热元件，包括：

基管，设置于所述基管外壁上的若干组外扩展翅片，以及设置于所述基管内侧壁上的若干组内扩展翅片，若干组所述外扩展翅片沿所述基管的轴向间隔设置，若干组所述内扩展翅片沿所述基管的轴向间隔设置，且每组所述内扩展翅片包括多个周向布置的所述内扩展翅片。

作为优选，所述内扩展翅片为所述基管内侧金属刻切而成。

作为优选，每组所述内扩展翅片的数量为5～50个。

作为优选，所述外扩展翅片为H型，若干组所述外扩展翅片沿所述基管外壁面长度方向平行均布；

或者，若干组所述外扩展翅片为螺旋型，若干组所述外扩展翅片沿所述基管外壁面长度方向等间距排布。

作为优选，H型所述外扩展翅片包括上翅片和下翅片，所述上翅片和所述下翅片扣合在所述基管外壁上。

作为优选，所述上翅片和所述下翅片上设有半圆孔，所述上翅片和所述下翅片通过所述半圆孔卡接在所述基管的外壁上。

作为优选，所述基管为三个以上时，任意相邻的三个所述基管上，连接中间所述基管和其中一个所述基管的所述外扩展翅片与连接中间所述基管和另一个所述基管的所述外扩展翅片交错布置。

作为优选，每组所述外扩展翅片通过焊接固定于所述基管外壁上。

作为优选，每组所述外扩展翅片之间间距为10～40mm。

作为优选，所述基管的截面为圆环状或椭圆环状。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的上述换热元件通过内外扩展翅片增大了换热面积，提高了换热效率，作为管式空气预热器，可取代回转式空气预热器，明显降低火力发电厂的排烟温度，充分利用锅炉排烟余热，避免造成锅炉系统热量浪费，有利于换热区温度场分布均匀，有利于壁温控制减少低温腐蚀。另外，内扩展翅片大大提高了管内侧流体的传热效果，还能破坏涡流区域，实现自清灰，减少管道堵塞，具有良好的环保性和经济性。该换热元件能够适用于气-液换热、气-气换热、液-液换热等非接触式换热型式，适用范围广。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的换热元件的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的换热元件的俯视结构示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的换热元件的剖视图；

图4是本实用新型实施例二提供的换热元件的立体结构示意图。

图中：

1、基管；2、外扩展翅片；21、上翅片；22、下翅片；3、内扩展翅片。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

本实施例提供一种换热元件，可参照图1-3，该换热元件包括基管1、外扩展翅片2、内扩展翅片3，其中：

上述基管1的截面形状可以为圆环状或椭圆环状，能够减小换热介质在基管1内流动时的阻力，提高流体通过效率。上述基管1的材质为耐腐蚀性的钢材料，优选地，基管1的材质为ND钢、316L类不锈钢、双相不锈钢2205、钛钢，此类钢材耐腐蚀性强，导热性高。

可参照图1和图2，上述外扩展翅片2设有若干组，且若干组的外扩展翅片2设置于基管1的外侧壁上，具体的是沿着基管1的轴向间隔设置，外扩展翅片2通过焊接固定于基管1的外侧壁上，焊接能够使接触面材料相互融合，其结合更好，有利于基管1和外扩展翅片2间的传热。

本实施例中，上述基管1外侧壁上布置的外扩展翅片2可以为H型，多组外扩展翅片2沿基管1外壁面长度方向平行均布，可选地，外扩展翅片2所在的平面与基管1的轴线呈一定角度设置，优选地外扩展翅片2所在的平面与基管1的轴线垂直设置，使得外侧气流笔直流过，流通性好，不易积灰。每组外扩展翅片2包括上翅片21和下翅片22，该上翅片21和下翅片22的形状结构相同，且相对而设。当基管1的截面形状为圆环形时，上翅片21和下翅片22上开设有半圆孔，相对的两个半圆孔形成一个圆孔，且半圆孔的直径与基管1的直径相同，使上翅片21和下翅片22通过半圆孔紧贴地卡扣在基管1的外侧壁上。本实施例中，上述基管1为两个时，上述上翅片21和下翅片22上开设有两个半圆孔，上翅片21和下翅片22通过两个开设的半圆孔卡接在两个基管1上。同样的，当基管1为三个以上时，上翅片21和下翅片22上开设有相应数量的半圆孔，并通过半圆孔卡接在基管1上。

可以理解的，当基管1的截面形状为椭圆环形时，上翅片21和下翅片22上相应开设有两个基管1的形状和尺寸相同的半孔，相对的两个半孔形成一个椭圆形孔，使上翅片21和下翅片22通过半孔能够紧贴地卡扣在基管1的外侧壁上。外扩展翅片2与基管1紧贴，使得其接触面积大，传热效果好。

上述各组外扩展翅片2之间间距设置为10～40mm，优选地，相邻两组外扩展翅片2之间的间距设置为20mm或30mm，此间隔设置既能够增多布置外扩展翅片2的数量，使换热元件具有较大换热面积，也有利于各外扩展翅片2之间的空气流通，增强散热能力。

上述基管1外侧壁上布置的外扩展翅片2还可以为螺旋型，可选地，外扩展翅片2为两组以上，各组外扩展翅片2沿基管1外壁面长度方向等间距排布。而且，当每组外扩展翅片2的螺旋片数多于两个时，其螺距相同。需要说明的是，当基管1的数量为两个以上时，可以是每组螺旋型的外扩展翅片2绕设在所有基管1上，即每组外扩展翅片2环绕所有基管1设置。也可以每个基管1上均分别设置若干组外扩展翅片2，此时每组外扩展翅片2仅绕设在与其对应的基管1上。

可参照图3，上述若干组内扩展翅片3沿基管1轴向间隔设置，并且每一组内扩展翅片3包括多个周向布置在基管1内侧壁上的内扩展翅片3，内扩展翅片3是在基管1的内侧壁上由专用模具进行刻切而成，内扩展翅片3形状为三角形、扇形、梯形，优选地，内扩展翅片3为直角梯形，各内扩展翅片3的斜边均朝向同一方向，基管1内流体从此方向流入，直角梯形的内扩展翅片3能以较小的阻力分割流体，减小流体流动时的阻力。上述内扩展翅片3的厚度为0.5～5mm，优选地，翅片厚度为2mm或3mm，上述内扩展翅片3既有较小阻力又具有较强的耐腐蚀性，每组内扩展翅片3沿基管1的内侧周向均匀布置5～50个内扩展翅片3，优选地每组内扩展翅片3布置20或30个内扩展翅片3，该数量的内扩展翅片3能够对流过的流体进行分割，强迫流体沿内扩展翅片3方向流动，有利于破坏流体在管道内流动时产生的涡流，使速度场均匀，提高换热效果。

实施例二

可参照图4，本实施例与实施例一的区别在于：当基管1为三个以上时，在任意相邻的三个基管1上，连接中间基管1和其中一个基管1的外扩展翅片2与连接中间基管1和另一个基管1的外扩展翅片2设置为交错布置，外扩展翅片2交错布置使得换热元件结构紧凑，换热介质的扰动较大，换热效率高。

当该换热元件进行使用时，一换热介质从基管1的一端进入，换热介质与基管1内的内扩展翅片3接触，由于换热介质与内扩展翅片3存在温度差异，热量从换热介质传到内扩展翅片3上，并进一步传到基管1上。由于基管1与外扩展翅片2存在温度差异，热量从基管1传到外扩展翅片2上，又因为基管1和外扩展翅片2与接触的另一换热介质存在温度差异，热量从基管1和外扩展翅片2传到另一换热介质中，另外由于内扩展翅片3和外扩展翅片2的作用，使得该换热元件具有较大换热面积、较高换热系数，同时能破除流体涡流，实现自清灰，减少管道堵塞。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种换热元件，其特征在于，包括：

基管(1)，设置于所述基管(1)外壁上的若干组外扩展翅片(2)，以及设置于所述基管(1)内侧壁上的若干组内扩展翅片(3)，若干组所述外扩展翅片(2)沿所述基管(1)的轴向间隔设置，若干组所述内扩展翅片(3)沿所述基管(1)的轴向间隔设置，且每组所述内扩展翅片(3)包括多个周向布置的所述内扩展翅片(3)。

2.根据权利要求1所述的一种换热元件，其特征在于，所述内扩展翅片(3)为所述基管(1)内侧金属刻切而成。

3.根据权利要求1所述的一种换热元件，其特征在于，每组所述内扩展翅片(3)的数量为5～50个。

4.根据权利要求1所述的一种换热元件，其特征在于，所述外扩展翅片(2)为H型，若干组所述外扩展翅片(2)沿所述基管(1)外壁面长度方向平行均布；

或者，若干组所述外扩展翅片(2)为螺旋型，若干组所述外扩展翅片(2)沿所述基管(1)外壁面长度方向等间距排布。

5.根据权利要求4所述的一种换热元件，其特征在于，H型的所述外扩展翅片(2)包括上翅片(21)和下翅片(22)，所述上翅片(21)和所述下翅片(22)扣合在所述基管(1)外壁上。

6.根据权利要求5所述的一种换热元件，其特征在于，所述上翅片(21)和所述下翅片(22)上设有半圆孔，所述上翅片(21)和所述下翅片(22)通过所述半圆孔卡接在所述基管(1)的外壁上。

7.根据权利要求1所述的一种换热元件，其特征在于，所述基管(1)为三个以上时，任意相邻的三个所述基管(1)上，连接中间所述基管(1)和其中一个所述基管(1)的所述外扩展翅片(2)与连接中间所述基管(1)和另一个所述基管(1)的所述外扩展翅片(2)交错布置。

8.根据权利要求1所述的一种换热元件，其特征在于，每组所述外扩展翅片(2)通过焊接固定于所述基管(1)外壁上。

9.根据权利要求1所述的一种换热元件，其特征在于，每组所述外扩展翅片(2)之间间距为10～40mm。

10.根据权利要求1所述的一种换热元件，其特征在于，所述基管(1)的截面为圆环状或椭圆环状。