CN217604373U - 一种换热器及冷凝锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换热器及冷凝锅炉，包括内换热管以及内换热管外圈的外换热管，所述内换热管形成有容纳腔，所述容纳腔的中心轴线方向分别与所述内换热管和外换热管的中心轴线方向一致，所述外换热管包括第一外换热管以及位于第一外换热管外圈的第二外换热管，所述第一外换热管的中心轴线方向和第二外换热管的中心轴线方向一致。本实用新型中的换热器的换热面增加，换热效果提高，而且换热管圆周的烟气分布较为均匀，外壳温度不会太高。

Description

一种换热器及冷凝锅炉

技术领域

本实用新型涉及锅炉技术领域，尤其涉及一种换热器及冷凝锅炉。

背景技术

冷凝锅炉具有高效节能环保的特点，是锅炉行业的发展方向，目前小型冷凝锅炉或燃气冷凝热水器的技术已经逐渐成熟，但是由于换热器的设计、加工、批量化生产存在困难，使得冷凝技术向大型商业锅炉转化过程进展缓慢。

现有的冷凝锅炉，按材料一般可分为不锈钢、铸铝锅炉，由于冷凝锅炉需要较大的换热面积，不锈钢冷凝锅炉一般会尽可能多的采用翅片管作为换热元件，同时为了提高换热效果，还会将翅片管弯折从而强化换热，上述两种方案增加了材料使用成本和加工成本，并同时影响生产效率。再者，当某个翅片管受损需要更换时，也会增加材料成本和加工成本。对于大功率冷凝锅炉，其应用环境将会比中小型的冷凝锅炉更恶劣，要求更高，因此需要更高的稳定及安全性。

因此，有必要提供一种新的技术方案。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型公开了一种换热器及冷凝锅炉，包括内换热管以及内换热管外圈的外换热管，所述内换热管形成有容纳腔，所述容纳腔的中心轴线方向分别与所述内换热管和外换热管的中心轴线方向一致，所述外换热管包括第一外换热管以及位于第一外换热管外圈的第二外换热管，所述第一外换热管的中心轴线方向和第二外换热管的中心轴线方向一致。

进一步的，所述内换热管为多个，多个内换热管径向上相邻排列，且多个相邻排列的内换热管形成容纳腔，所述容纳腔的中心轴线延伸方向与内换热管中心轴线方向一致，所述第一外换热管为多个，多个第一外换热管平行排列绕设于多个内换热管的外侧，所述第二外换热管为多个，多个第二外换热管平行排列绕设于多个第一外换热管的外侧。

进一步的，所述第一外换热管分别与内换热管和第二外换热管之间具有间隙。

进一步的，所述内换热管为圆管，所述第一外换热管和第二外换热管均为扁形管。

进一步的，所述相邻两个内换热管之间具有间隙，且相邻两个内换热管之间的距离等间隔。

进一步的，所述第一外换热管的宽度方向与容纳腔中心轴线不相交，且两两相邻的第一外换热管等间隔排列。

进一步的，多个相邻排列第二外换热管沿其横截面的圆周方向包括四个均分的换热管组，所述四个换热管组分别为第一管组、第二管组、第三管组及第四管组，所述每个换热管组中相邻第二外换热管等间隔排列，所述第一管组位于容纳腔底部，所述第二管组和第三管组均与第一管组相邻，所述第四管组和第一管组相对，所述第一管组中相邻换热管的间隔分别小于第二管组或第三管组中相邻换热管的间隔，所述第四管组中相邻换热管的间隔分别大于所述第二管组和第三管组中相邻换热管的间隔。

进一步的，所述换热器还包括次换热管，所述次换热管为多排，每排次换热管包括多个平行排列次换热管，且多个次换热管在径向上相邻排列。

另一方面，本实用新型还提供一种冷凝锅炉，包括外壳、燃烧器及上述的换热器，所述外壳形成有炉腔，所述炉腔包括第一炉腔及位于所述第一炉腔下方的第二炉腔，所述第一炉腔与所述第二炉腔相连通，所述外换热管和内换热管均位于所述第一炉腔内，所述燃烧器伸入所述容纳腔内，所述次换热管位于所述第二炉腔内。

与现有技术相比，本申请的换热器和冷凝锅炉具有如下一个或多个有益效果：

(1)本实用新型提供的换热器和冷凝锅炉，其通过三圈光管来增加换热器的换热面积，提高换热效果，在不大幅度增加凝锅炉模块外形的前提下，有利于实现大功率锅炉如2100kw～2800kw锅炉。

(2)本实用新型提供的换热器和冷凝锅炉，通过将外换热管设置为扁形管，使得燃烧器出来的烟气沿着扁形管的圆周方向走，使烟气充分冲刷水管，改变烟气在翅片管间隙中直来直往的流动方式，从而加强烟气的扰流效果。

(3)本实用新型提供的换热器和冷凝锅炉，其通过增加三圈光管，有效的控制炉膛体积,降低烟气温度，减少氮氧化物生产的机率。

附图说明

图1为本实用新型提供的冷凝锅炉的结构示意图；

图2为图1的主观示意图；

图3为图2的A向剖视图；

图4为图2的右视图。

其中，1-内换热管，2-外换热管，3-容纳腔，2a-第一外换热管，2b-第二外换热管，4-第一管组，5-第二管组，6-第三管组，7-第四管组，8-外壳，9-次换热管，10-第一炉腔，11-第二炉腔，8a-上外壳，8b-下外壳。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“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，而不是指示或暗示所指的装置或者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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以使固定连接，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；可以使直接相连，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

请参阅图3，本实用新型提供的换热器包括内换热管1以及位于所述内换热管1外圈的外换热管2，所述内换热管1形成有容纳腔3，所述容纳腔3的中心轴线方向分别与所述内换热管1和外换热管2的中心轴线方向一致。

请参阅图3，所述内换热管1为多个，多个内换热管1径向上相邻排列，且多个相邻排列的内换热管1形成容纳腔3。

进一步的，所述外换热管2包括第一外换热管2a以及位于第一外换热管2a外圈的第二外换热管2b，所述第一外换热管2a的中心轴线方向和第二外换热管2b的中心轴线方向一致。

进一步的，所述第一外换热管2a为多个，多个第一外换热管2a平行排列绕设于多个内换热管1的外侧，所述第二外换热管2b为多个，多个第二外换热管2b平行排列绕设于多个第一外换热管2a的外侧，所述第一外换热管2a与内换热管1和第二外换热管2b之间均具有间隙。

进一步地，所述内换热管1的长度与所述外换热管2的长度一致。

进一步的，所述内换热管1为圆管，多个相邻排列的内换热管1形成的外圈的横截面呈圆环形，多个相邻排列的内换热管1等间隔排列。

进一步的，所述第一外换热管2a和第二外换热管2b均为扁形管，多个相邻排列的第一外换热管2a和第二外换热管2b形成的外圈的横截面均呈圆环形。

请参阅图3，沿横截面来看，所述第一外换热管2a长度方向与容纳腔3径向的夹角小于九十度，多个相邻的第一外换热管2a等间隔排列，多个相邻排列的第二外换热管2b形成的外圈的横截面呈圆环形，多个相邻排列第二外换热管2b沿其横截面的圆周方向包括四个均分的换热管组，四个换热管组分别为第一管组4、第二管组5、第三管组6及第四管组7，每个所述换热管组的横截面均呈扇形，且每个换热管组中相邻第二外换热管2b等间隔排列，所述第一管组4位于容纳腔3底部，所述第二管组5和第三管组6均与第一管组4相邻，所述第四管组7和第一管组4相对，所述第一管组4中的相邻换热管的间隔小于第二管组5或第三管组6中的相邻换热管的间隔，所述第四管组7中的相邻换热管的间隔大于所述第二管组5和第三管组6中的相邻换热管的间隔，也就是说，第二外换热管2b的密疏程度不同，容纳腔3上部的相邻外换热管间隙较大，容纳腔3下部的相邻外换热管间隙较小。

请参阅图3，冷凝炉在使用的过程中，炉腔内由燃烧器燃烧产生的高温烟气向内换热管1和外换热管2扩散，从而与内换热管1和外换热管2中的液体如水进行热交换，进而对内换热管1和外换热管2中的液体起到加热作用，其中，烟气在排烟机的作用下容纳腔3底部的浓度较大，因此将第二外换热管2b中换热管的间隔进行分密疏层次布置，而且将第一外换热管2a倾斜布置，以此来平衡换换热管圆周侧烟气分布，保证外壳温度不会太高，其次还能够对换热管充分利用。

本实施例中，每两个内换热管与三个第一外换热管对应，每个相邻内换热管的间隙与两个相邻第一外换热管的间隙对应，烟气由相邻两个内换热管的间隙进入内换热管的周围，再进入第一外换热管的间隙中，最后进入到第二外换热管的周围，从而与内换热管1和外换热管2充分换热。

所述内换热管1和外换热管2均为光管，通过增加三圈光管有效的控制炉膛体积,降低烟气温度，减少氮氧化物生产的机率，该三圈光管一方面使得燃烧器出来的烟气沿着光管圆周方向走，使烟气充分冲刷水管(光管)，从而改变烟气的扰流效果；另一方面，由于燃烧器的表面积和直径变大，进而通过增加三圈光管来增加换热器的换热面积，提高换热效果，有利于实现大功率锅炉达到2100kw～2800kw。

请参阅图3，所述换热器还包括次换热管9，所述次换热管9为多排，每排次换热管包括多个平行排列次换热管，且多个次换热管在径向上相邻排列。

所述内换热管1和外换热管2均采用碳钢，不仅能够降低材料成本，而且由于流经内换热管1和外换热管2中的水流是先经次换热管9进行预热，使得进入内换热管1和外换热管2中的水流温度提高，从而防止了内换热管1和外换热管2外表面发生冷凝现象，避免腐蚀内换热管1和外换热管2。同时可通过增加换热管的管壁厚和长度等来增加锅炉的容量，有利开发大容量锅炉。优选的，对于内外换热管，可将水流优先经过内换热管再通过外换热管，进一步降低冷凝的可能性。

实施例

请参阅图1至图4，本实用新型还提供一种冷凝锅炉，所述冷凝锅炉包括外壳5、燃烧器和上述实施例中的换热器。

请参阅图3，所述外壳5形成有炉腔，所述炉腔包括第一炉腔10及位于所述第一炉腔10下方的第二炉腔11，所述第一炉腔10与所述第二炉腔11相连通，所述外换热管1和内换热管2均位于所述第一炉腔10内，所述燃烧器伸入所述容纳腔3内，所述次换热管位于所述第二炉腔内。

所述外壳包括上外壳和下外壳，所述上外壳形成有第一炉腔，所述下外壳形成有第二炉腔。

与现有技术相比，本申请的换热器和冷凝锅炉具有如下一个或多个有益效果：

(1)本实用新型提供的换热器和冷凝锅炉，其通过三圈光管来增加换热器的换热面积，提高换热效果，在不大幅度增加凝锅炉模块外形的前提下，有利于实现大功率锅炉如2100kw～2800kw锅炉。

(2)本实用新型提供的换热器和冷凝锅炉，通过将外换热管设置为扁形管，使得燃烧器出来的烟气沿着扁形管的圆周方向走，使烟气充分冲刷水管，改变烟气在翅片管间隙中直来直往的流动方式，从而加强烟气的扰流效果。

(3)本实用新型提供的换热器和冷凝锅炉，其通过增加三圈光管，有效的控制炉膛体积,降低烟气温度，减少氮氧化物生产的机率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和变型。

Claims (9)

1.一种换热器，其特征在于，包括内换热管(1)以及所述内换热管(1)外圈的外换热管(2)，所述内换热管(1)形成有容纳腔(3)，所述容纳腔(3)的中心轴线方向分别与所述内换热管(1)和所述外换热管(2)的中心轴线方向一致，

所述外换热管(2)包括第一外换热管(2a)以及位于所述第一外换热管(2a)外圈的第二外换热管(2b)，所述第一外换热管(2a)的中心轴线方向和第二外换热管(2b)的中心轴线方向一致。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述内换热管(1)为多个，多个所述内换热管(1)径向上相邻排列，且多个相邻排列的内换热管(1)形成所述容纳腔(3)，所述第一外换热管(2a)为多个，多个第一外换热管(2a)平行排列绕设于多个所述内换热管(1)的外侧，所述第二外换热管(2b)为多个，多个第二外换热管(2b)平行排列绕设于多个所述第一外换热管(2a)的外侧。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述内换热管(1)和所述第二外换热管(2b)分别与所述第一外换热管(2a)之间具有间隙。

4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述内换热管(1)为圆管，所述第一外换热管(2a)和所述第二外换热管(2b)均为扁形管。

5.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，相邻两个所述内换热管(1)之间具有间隙，且相邻两个所述内换热管(1)之间的距离等间隔。

6.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，所述第一外换热管(2a)的宽度方向与所述容纳腔(3)中心轴线不相交，且两两相邻的所述第一外换热管(2a)等间隔排列。

7.根据权利要求6所述的换热器，其特征在于，多个相邻排列的所述第二外换热管(2b)沿其横截面的圆周方向包括四个均分的换热管组，所述四个换热管组分别为第一管组(4)、第二管组(5)、第三管组(6)及第四管组(7)，所述每个换热管组中相邻所述第二外换热管(2b)等间隔排列，所述第一管组(4)位于所述容纳腔(3)底部，所述第二管组(5)和所述第三管组(6)均与所述第一管组(4)相邻，所述第四管组(7)和所述第一管组(4)相对，所述第一管组(4)中相邻换热管的间隔小于第二管组(5)或第三管组(6)中相邻换热管的间隔，所述第四管组(7)中相邻换热管的间隔大于所述第二管组(5) 和第三管组(6)中相邻换热管的间隔。

8.根据权利要求7所述的换热器，其特征在于，所述换热器还包括次换热管(9)，所述次换热管(9)为多排，每排所述次换热管(9)包括多个平行排列次换热管(9)，且多个所述次换热管(9)在径向上相邻排列。

9.一种冷凝锅炉，其特征在于，包括外壳(8)、燃烧器及权利要求1-8任一所述的换热器，所述外壳(8)形成有炉腔，所述炉腔包括第一炉腔(10)及位于所述第一炉腔(10)下方的第二炉腔(11)，所述第一炉腔(10)与所述第二炉腔(11)相连通，所述外换热管(2)和所述内换热管(1)均位于所述第一炉腔(10)内，所述燃烧器伸入所述容纳腔(3)内，次换热管(9)位于所述第二炉腔(11)内。

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