CN217818281U - 一种氟塑料换热器的底部结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氟塑料换热器的底部结构，包括安装在换热器壳体内的换热管本体；换热管本体包括顺次连通的上部直管、波纹管以及终端直管；上部直管的长度大于波纹管与终端直管长度之和；波纹管的压缩量大于或者等于膨胀量；终端直管的顶端嵌入换热器底板内，且终端直管的顶端与换热器底板胀接。本实用新型的换热器的换热管采用三段式设计，上部直段用于换热，中间可压缩波纹段能伸缩并充分吸收膨胀量，终端直管胀接固定，换热管能依靠自身的波纹管特性吸收竖直方向上的膨胀量，且不用借助外部结构辅助膨胀滑动，整体结构简单可靠。

Description

一种氟塑料换热器的底部结构

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，具体地说是一种氟塑料换热器的底部结构。

背景技术

在垃圾焚烧行业，由于垃圾焚烧产生的烟气成分复杂，金属换热器不适用于垃圾焚烧的烟气低温换热，因此氟塑料换热器是垃圾焚烧机组湿法装置的最常用的配套设备。

氟塑料换热器生产技术的难点之一在于换热管竖直方向上的膨胀损坏问题和由此带来的密封问题。由于氟塑料的热膨胀系数是金属的数倍，且氟塑料换热管往往细而长，因此换热管在竖直方向上会有较大的膨胀量，垃圾电厂的氟塑料换热器内的换热管具有70-160mm的膨胀量。一旦换热器从结构上限制换热管竖直方向上的膨胀，换热管必然会遭到挤压，最终造成换热管损坏，影响换热效果和设备使用寿命。同时换热器底部必须密封处理，否则原烟气与净烟气相互泄露，降低换热效率并造成污染物排放值超标。

申请号为CN201820577445.X的专利提供了一种气-气式氟塑料换热器的底板结构形式，该方案利用氟塑料板四周的倾斜弯折部分抵消膨胀量，利用氟塑料板与换热管的穿管形成密封。但该方案存在如下缺点：

1.氟塑料板倾斜部虽然保证了换热管束在竖直方向上的自由膨胀空间，但是却不能限制管束在横向上的晃动，实际使用时需要在氟塑料板附近另外加限位件，增加了换热器底部结构的复杂性；

2.因为最边缘的换热管距离换热室壳体很近，所以氟塑料板四周的倾斜弯折设计在安装时操作空间小、处理难度大。

3.氟塑料板与换热管之间的穿管需要过盈配合，精度高，安装操作复杂。且用于释放膨胀的氟塑料板性能要求高，普通PTFE板不能满足要求，需要使用PFA板，因此成本很高。

申请号为CN201820600198.0的专利提供了一种一种气—气式氟塑料换热器底部双层挠性补偿器，此方案中的膨胀补偿器在换热器底部，其内侧与温度较低的入口净烟气直接接触，很容易被腐蚀；同时，管板的滑动导向杆位于换热器本体外部，增加了换热器外部结构的复杂度。

基于上述现有技术的不足，急需一种氟塑料换热器的底部结构，在保证换热管在竖直方向上自由膨胀的同时，限制换热管在横向上的位移；同时保证换热器底部结构的良好密封和耐腐蚀性能，并简化换热器结构，降低使用成本。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种氟塑料换热器的底部结构，该装置利用氟塑料换热管自身波纹特性吸收膨胀量，优化氟塑料换热器底部结构，在保证换热管在竖直方向上自由膨胀的同时，限制换热管在横向上的位移；同时保证换热器底部结构的良好密封和耐腐蚀性能，并简化换热器结构，降低使用成本。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种氟塑料换热器的底部结构，包括安装在换热器壳体内的换热管本体。

所述的换热管本体包括顺次连通的上部直管，长度定义为L1；波纹管，长度定义为L2；以及终端直管，长度定义为L3。

上部直管为换热主体段，上部直管的长度大于波纹管与终端直管长度之和。

波纹管的压缩量大于或者等于换热管本体的膨胀量。

终端直管的顶端嵌入换热器底板内，且终端直管的顶端与换热器底板胀接。

进一步优选地，换热器壳体的底部通过承接段与出口连通，在换热器壳体的底部与承接段之间安装底板。

进一步优选地，换热器壳体的底部开口处的腔室壁向外侧弯折并延伸，形成折弯法兰；承接段与换热器壳体底部连接的段壁向外侧弯折并延伸，形成反法兰；固定螺栓顺次穿设折弯法兰、底板以及反法兰，将换热器壳体与底板固定。

进一步优选地，所述波纹管顶端距离底板的距离d为0~3mm；波纹管波距t为13~15mm，波深系数K为1.25~1.4，压缩比为40%~60%。

进一步优选地，所述终端直管的长度L3为130~170mm。

进一步优选地，所述波纹管的压缩量为换热管本体的膨胀量的1.1~1.2倍。

进一步优选地，所述底板的上表面和下表面皆敷设氟塑料衬板。

进一步优选地，所述换热管本体采用改性聚四氟乙烯或者四氟乙烯-全氟乙烯醚共聚物材质。

进一步优选地，所述换热器壳体、换热管本体和底板表面均敷设防腐内衬。

本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型的换热器的换热管采用上部直管、波纹管以及终端直管的三段式设计，上部直段用于换热，中间可压缩波纹段能伸缩并充分吸收膨胀量，终端直管胀接固定，换热管能依靠自身的波纹管特性吸收竖直方向上的膨胀量，且不用借助外部结构辅助膨胀滑动，整体结构简单可靠。

2.本实用新型的换热器依靠换热器壳体的腔室壁弯折延伸形成的法兰面以及承接段与换热器壳体底部连接的段壁向外侧弯折并延伸形成的反法兰，将底板及其表面氟塑料衬板连接，底板与氟塑料换热管采用胀接结构，既有密封作用，又有限位作用，避免了烟气冲刷对底部管束造成晃动，也保证换热器底部结构的良好密封和耐腐蚀性能，并且无需在底部结构上额外增加限位件，安装操作性简单。

附图说明

图1是本实用新型一种氟塑料换热器的底部结构的示意图。

图2是本实用新型一种氟塑料换热器的底部结构的底板与终端直段的连接示意图。

其中有：10.换热器壳体；11.折弯法兰；20.换热管本体；21.上部直管；22.波纹管；23.终端直管；30.底板；31.氟塑料衬板；40.承接段；41.反法兰；50.出口。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”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元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本实用新型的保护范围。

下面结合附图和和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种氟塑料换热器的底部结构，包括安装在换热器壳体10内的换热管本体20。机组运行时，原烟气在氟塑料换热管管内自上而下流动，净烟气在氟塑料换热管外横掠管束。换热管本体20采用改性聚四氟乙烯PTFE或者四氟乙烯-全氟乙烯醚共聚物PFA材质。

换热管本体20包括顺次连通的上部直管21、波纹管22以及终端直管23，上部直管21长度定义为L1，波纹管22长度定义为L2，终端直管23长度定义为L3。

波纹管22顶端距离底板30的距离d为0~3mm，波纹管22波距t约为13~15mm、波深系数K范围为1.25~1.5、压缩比约为40%~60%。终端直管23长度L3的最佳经济范围为130~170mm。波纹管22的压缩量h为：h=1.1~1.2*H 。

波纹段22的主要作用在于换热管本体20受热膨胀时，波纹段22在竖直方向上伸长，抵消膨胀量；冷却后，波纹段22能在竖直方向上收缩回初始的状态。因此，波纹段22在竖直方向需要具有压缩和膨胀的裕量。

以图1中的终端直管23位置为准，终端直管23上部为顶端，下部为底端。

如图2所示，终端直管23的顶端嵌入换热器底板30内，且终端直管23的顶端与换热器底板30胀接。终端直管23与底板30胀接使得原烟气与净烟气不互窜，达到密封效果，同时约束了换热管本体20的横向移动，减小了在净烟气作用下设备的振动。

换热器壳体的底部通过承接段40与出口50连通，在换热器壳体10的底部与承接段40之间安装底板30。

换热器壳体10的底部开口处的腔室壁向外侧弯折并延伸，形成折弯法兰11；承接段40与换热器壳体10底部连接的段壁向外侧弯折并延伸，形成反法兰41；固定螺栓顺次穿设折弯法兰11、底板30以及反法兰41，将换热器壳体10与底板30固定。

底板30的上表面和下表面皆敷设氟塑料衬板31。换热器壳体10、换热管本体20和底板30表面均敷设防腐内衬。

优选实施例1

假设烟气与环境平均温差为100℃，换热管本体20长度10m，外直径40mm，换热管竖直方向膨胀量约为120mm；波纹管的压缩量设置为135mm;波纹管长度设置为270mm，波距15mm，波深系数为1.25。终端直管长度L3设置为150mm。上部直段长度L1为9.58m。波纹管贴近底板安装。氟塑料换热管能依靠自身的波纹管特性吸收竖直方向上的膨胀量，且不用借助外部结构辅助膨胀滑动，整体结构简单可靠。

底板的厚度30mm，表面设有一层氟塑料衬板，衬板厚度2mm。底板和氟塑料衬板开孔直径分别为44mm、40mm，终端直段安装在开孔内，在开孔处对终端直段和底板进行胀接。换热器壳体10的底部开口处的腔室壁向外侧弯折并延伸，形成折弯法兰11；承接段40与换热器壳体10底部连接的段壁向外侧弯折并延伸，形成反法兰41；固定螺栓顺次穿设折弯法兰11、底板30以及反法兰41，将换热器壳体10与底板30固定。这样的优势在于既有密封作用，又有限位作用，避免了烟气冲刷对底部管束造成晃动，也保证换热器底部结构的良好密封和耐腐蚀性能，并且无需在底部结构上额外增加限位件，安装操作性简单。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种氟塑料换热器的底部结构，包括安装在换热器壳体（10）内的换热管本体（20），其特征在于：

所述的换热管本体（20）包括顺次连通的上部直管（21）、波纹管（22）以及终端直管（23）；上部直管（21）长度定义为L1，波纹管（22）长度定义为L2，终端直管（23）长度定义为L3；

上部直管（21）的长度大于波纹管（22）与终端直管（23）长度之和；

波纹管（22）的压缩量大于或者等于换热管本体（20）的膨胀量；

终端直管（23）的顶端嵌入换热器底板（30）内，且终端直管（23）的顶端与换热器底板（30）胀接。

2.根据权利要求1所述的一种氟塑料换热器的底部结构，其特征在于：换热器壳体的底部通过承接段（40）与出口（50）连通，在换热器壳体（10）的底部与承接段（40）之间安装底板（30）。

3.根据权利要求2所述的一种氟塑料换热器的底部结构，其特征在于：换热器壳体（10）的底部开口处的腔室壁向外侧弯折并延伸，形成折弯法兰（11）；承接段（40）与换热器壳体（10）底部连接的段壁向外侧弯折并延伸，形成反法兰（41）；固定螺栓顺次穿设折弯法兰（11）、底板（30）以及反法兰（41），将换热器壳体（10）与底板（30）固定。

4.根据权利要求1所述的一种氟塑料换热器的底部结构，其特征在于：所述波纹管（22）顶端距离底板（30）的距离d为0~3mm；波纹管（22）波距t为13~15mm，波深系数K为1.25~1.4，压缩比为40%~60%。

5.根据权利要求1所述的一种氟塑料换热器的底部结构，其特征在于：所述终端直管（23）的长度L3为130~170mm。

6.根据权利要求1所述的一种氟塑料换热器的底部结构，其特征在于：所述波纹管（22）的压缩量为换热管本体（20）的膨胀量的1.1~1.2倍；波纹管（22）的压缩量定义为h，换热管本体（20）膨胀量定义为H,可得 h=（1.1~1.2）*H 。

7.根据权利要求1所述的一种氟塑料换热器的底部结构，其特征在于：所述底板（30）的上表面和下表面皆敷设氟塑料衬板（31）。

8.根据权利要求1所述的一种氟塑料换热器的底部结构，其特征在于：所述换热管本体（20）采用改性聚四氟乙烯（PTFE）或者四氟乙烯-全氟乙烯醚共聚物（PFA）材质。

9.根据权利要求1所述的一种氟塑料换热器的底部结构，其特征在于：所述换热器壳体（10）、换热管本体（20）和底板（30）表面均敷设防腐内衬。

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