CN214470282U - 一种回收邮轮烟气余热的整体式热管换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种回收邮轮烟气余热的整体式热管换热器，密封装置将整体式热管换热器分为上部的冷凝管段箱体和下部的蒸发管段箱体，热管束贯穿蒸发管段箱体和冷凝管段箱体，开缝组合翅片热套于蒸发管段箱体的热管束的管壁上，其上错排分布梯形涡发生器，冷凝管段箱体内布置弓形折流板。本实用新型采用烟气为热源，通过整体式热管换热器将烟气热能有效利用回收。针对多根热管束，实现在线调控整体式换热器的壁温，避免酸露腐蚀；同时可以及时更换某一热管，延长整体式热管换热器的使用寿命。通过在开缝组合翅片与椭圆管接触部位镀锌或镀锡，配合涡发生器，在消除套片接触热阻的同时还可以增强湍流，提高整体式热管换热器的换热效果。

Description

一种回收邮轮烟气余热的整体式热管换热器

技术领域

本实用新型涉及余热回收技术领域，具体涉及一种回收邮轮烟气余热的整体式热管换热器。

背景技术

邮轮热水需求量大，可以采用烟气余热加热淡水，补充日常热水供应，实现节能要求。余热回收系统中，常采用传统换热器，其一般布置在烟道尾部，由于烟气温度、流量动态变化，为避免换热器壁面温度低于烟气酸露点，形成酸露腐蚀，一般上换热器壁面温度都控制在高于烟气温度一倍以上，造成余热浪费。传统换热器长时间在高温高压下工作，且由于燃料中含有硫成分，烟气中的SO₂、 SO₃在高温环境下与水蒸汽发生反应生成酸性溶液聚集在换热器金属壁面上，使得换热器换热效果变差，容易老化，维修成本高。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供了一种回收邮轮烟气余热的整体式热管换热器，采用烟气为热源，通过整体式热管换热器将烟气热能有效利用回收，实现节能。针对多根椭圆热管，实现在线调控整体式换热器的壁温，避免酸露腐蚀；同时可以及时更换某一老化或者无法正常工作的热管，延长整体式热管换热器的使用寿命。通过在开缝组合翅片与椭圆管接触部位镀锌或镀锡，配合涡发生器，在消除套片接触热阻的同时还可以增强湍流，提高整体式热管换热器的换热效果。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种回收邮轮烟气余热的整体式热管换热器，所述整体式热管换热器中部设有密封装置，所述密封装置将整体式热管换热器分为上部的冷凝管段箱体和下部的蒸发管段箱体，热管束贯穿所述蒸发管段箱体和冷凝管段箱体设置安装在所述整体式热管换热器中，开缝组合翅片热套于所述蒸发管段箱体的热管束的管壁上，其上错排分布梯形涡发生器，冷凝管段箱体内布置弓形折流板，所述冷凝管段箱体侧面分别设有冷流体进口和冷流体出口，其中冷流体出口设置在弓形折流板上方，冷流体进口设置在弓形折流板下方，蒸发管段箱体两侧分别设有烟气进口和烟气出口。

进一步，所述热管束为毛细椭圆管，呈正三角布置，管内抽成真空状态，其内注有液态的换热介质。

进一步，所述开缝组合翅片冲压成型，其上设有梯形涡流发生器，与椭圆热管束错排布置，椭圆热管与开缝组合翅片接触部位镀锌，也可以镀锡，消除接触热阻。

进一步，所述整体式热管换热器箱体为方形。

进一步，冷流体从所述冷流体进口与所述热管束垂直进入，在折流板的引流作用下，流动速度加快，与热管束换热增强，补充邮轮日常热水供应。

与现有技术相比，本实用新型至少包括以下有益效果：

1、采用椭圆热管，在过流横截面积相等的情况下，椭圆管的当量直径小于圆管直径，故椭圆热管的换热性能优于圆热管；此外，由于烟气沿长半轴方向外掠椭圆热管时分离点沿流动方向后移，缩小了管后尾涡区，因此椭圆热管外表面的换热性能和阻力性能都十分优良。

2、通过采用开封组合翅片与涡发生器结合，增强了烟气的湍流程度，很好地改善了尾涡区的流动，使烟气与管壁充分接触，提高换热效果。

3、针对根密排椭圆管束，及时根据烟气温度、流量调节管数，实现壁温在线调控；监测并更换老化或者无法正常工作的某一根椭圆管，延长设备使用寿命。

4、通过有效回收邮轮烟气余热，加热淡水补充邮轮热水供应。

附图说明

图1为本实用新型实施例中回收邮轮烟气余热的整体式热管换热器示意图；图2为本实用新型实施例中整体式热管换热器蒸发管段箱体截面示意图；

图3为本实用新型实施例中冷凝管段箱体截面示意图；

图4为本实用新型实施例中整体式热管换热器结构示意图主视示意图；

图5为本实用新型实施例中整体式热管换热器结构示意图右剖视示意图；

图中，1-开缝组合翅片，2-热管束，3-弓形折流板，4-烟气进口，5-烟气出口，6-冷流体进口，7-冷流体出口，8-蒸发管段箱体，9-密封装置，10-冷凝管段箱体，11-涡发生器，12-换热介质。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通技术人员在没有做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。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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申请中的具体含义。

如图1所示，一种回收邮轮烟气余热的整体式热管换热器，本实施例中，所述整体式热管换热器内部某一高度布置密封装置9，该密封装置9将所述整体式热管换热器分成蒸发管段箱体8和冷凝管段箱体10，其中蒸发管段箱体8可以位于冷凝管段箱体10下方，或者蒸发管段箱体8位于冷凝管段箱体10上方，蒸发管段箱体8和蒸发管段箱体10均为方形。所述蒸发管段箱体8内部布置多根密排热管束2，多层开缝组合翅片1，每一层的开缝组合翅片1上设计错排的涡发生器11，所述蒸发管段箱体8左侧烟气进口4与邮轮烟道尾部相连，与椭圆热管换热结束的烟气通过所述蒸汽管段右侧烟气出口5排出。所述冷凝管段箱体10右侧下部布置冷流体进口6，冷流体在弓形折流板3的引流作用下从所述冷凝管段箱体10上部的冷流体出口7排出。

作为一种具体实施例，所述开缝组合翅片1上冲压成型，其上布置呈梯形分布的涡发生器11，开缝组合翅片1与椭圆热管束2采用机械胀管方式连接，相接触部位可以进行镀锌处理，也可以进行镀锡处理，从而消除接触热阻。

作为一种具体实施例，所述涡发生器11成正三角布置，与椭圆热管束2错排，通过引流作用使烟气流线更加均匀顺滑，减小尾涡区，引导更多烟气进入尾涡区与椭圆热管束2进行充分的能量交换。

开缝组合翅片1上布置有成梯形分布的窄缝，烟气可以层层串通，实现整体式热管换热器工作时蒸发管段箱体8内部压强和温度整体均匀。

本实用新型采用这样的结构设置，换热管采用椭圆热管2，椭圆管尾涡区小，换热性能和阻力性能优良，热管整体壁温均匀，对于老化或者无法工作的某一根热管可以及时更换，延长设备使用寿命。

本实用新型的工作原理和流程：

整体式热管换热器布置在烟道尾部，回收邮轮发动机烟气热量加热淡水，补充邮轮热水供应。整体式热管换热器包括密排的椭圆热管束2，其内抽为真空，注有液态的换热介质12，可以是水。如图1所示，整体式换热器内部某一高度布置密封装置9，椭圆热管束2的下部管段热套在开缝组合翅片1中，邮轮发动机烟气从左到右进入到密排的椭圆热管束2的下部，高温烟气与椭圆热管束2 内的换热介质12进行换热，换热介质12吸热蒸后蒸发形成蒸汽，并向上流动，进入到冷凝管段箱体10，与冷流体换热后，椭圆热管内的换热介质12冷凝后形成液态又重新回流在到蒸发管段箱体8，从而能够继续与烟气进行换热。

本实用新型以邮轮发动机烟气为例进行说明工作流程，邮轮发动机烟气经过烟气进口4进入整体式热管换热器中，在开缝组合翅片1的引导下，与椭圆热管束2进行换热，烟气穿过开缝组合翅片1上成梯形分布的窄缝实现“串烟”，加强湍流程度，有效提高换热效率。椭圆热管束2内换热介质12蒸发，沿管径向上流动到达冷凝管段箱体10，冷流体为淡水，从冷流体进口6进入冷凝管段箱体10与椭圆管束2进行热量交换，淡水温度升高，在弓形折流板3的引流作用下，淡水流向发生变化，最后从位于冷凝管段箱体10上部流出，补充邮轮日常热水供应。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (5)

1.一种回收邮轮烟气余热的整体式热管换热器，其特征在于：所述整体式热管换热器中部设有密封装置，所述密封装置将整体式热管换热器分为上部的冷凝管段箱体和下部的蒸发管段箱体，热管束贯穿所述蒸发管段箱体和冷凝管段箱体设置安装在所述整体式热管换热器中，开缝组合翅片热套于所述蒸发管段箱体的热管束的管壁上，其上错排分布梯形涡发生器，冷凝管段箱体内布置弓形折流板，所述冷凝管段箱体侧面分别设有冷流体进口和冷流体出口，其中冷流体出口设置在弓形折流板上方，冷流体进口设置在弓形折流板下方，蒸发管段箱体两侧分别设有烟气进口和烟气出口。

2.根据权利要求1所述的一种回收邮轮烟气余热的整体式热管换热器，其特征在于：所述热管束为毛细椭圆管，呈正三角布置，管内抽成真空状态，其内注有液态的换热介质。

3.根据权利要求1所述的一种回收邮轮烟气余热的整体式热管换热器，其特征在于：所述开缝组合翅片冲压成型，其上设有梯形涡流发生器，与椭圆热管束错排布置，椭圆热管与开缝组合翅片接触部位镀锌，也可以镀锡，消除接触热阻。

4.根据权利要求1所述的一种回收邮轮烟气余热的整体式热管换热器，其特征在于：所述整体式热管换热器箱体为方形。

5.根据权利要求1所述的一种回收邮轮烟气余热的整体式热管换热器，其特征在于：冷流体从所述冷流体进口与所述热管束垂直进入，在折流板的引流作用下，流动速度加快，与热管束换热增强，补充邮轮日常热水供应。

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