CN218821792U - 一种天然气燃烧换热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种天然气燃烧换热装置，包括：外层钢管和内层钢管；所述内层钢管的管壁为沿径向方向分布波纹管壁，所述波纹管壁包括靠近所述内层钢管中心的第一管壁和远离所述内层钢管中心的第二管壁，所述第一管壁和第二管壁均沿着所述内层钢管的轴向方向上下连通；所述第一管壁和第二管壁相间分布，任一所述第二管壁的两侧与所述第一管壁连接，并形成沿所述内层钢管的轴向上下连通的延伸腔。本实用新型通过带有沿轴向上下连通的延伸腔的内层钢管的结构设计，有效增大了内层钢管内、外气体的热交换面积，从而有效提高了天然气的热能利用率；本实用新型结构紧凑，换热效果佳，实用性强，市场前景广阔。
Description
技术领域
本实用新型涉及换热设备领域，特别是涉及一种天然气燃烧换热装置。
背景技术
热处理工序是钢管生产的重要工序。在该工序中，通过天然气的燃烧、换热，实现对钢管加热处理，控制钢管的质量。
现有技术中的天然气燃烧换热装置大都为直流式换热器，其换热效果较差，通常只能把室温空气换热升温至100℃左右，而且占地面积较大。
上述天然气换热用直流式换热器存在热利用率差，浪费资源，能耗大，由于换热效率差影响钢管的质量等缺陷。
实用新型内容
本实用新型通过提供一种天然气燃烧换热装置，解决了现有技术中使用的直流式换热器应用于钢管热处理时存在的上述问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种天然气燃烧换热装置，包括：外层钢管和内层钢管；所述内层钢管的管壁为沿径向方向分布波纹管壁，所述波纹管壁包括靠近所述内层钢管中心的第一管壁和远离所述内层钢管中心的第二管壁，所述第一管壁和第二管壁均沿着所述内层钢管的轴向方向上下连通；所述第一管壁和第二管壁相间分布，任一所述第二管壁的两侧与所述第一管壁连接，并形成沿所述内层钢管的轴向上下连通的延伸腔。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述外层钢管和内层钢管同轴套置布置，其顶端和底端分别与第一法兰和第二法兰连接，所述内层钢管的顶端和底端分别与所述第一法兰和第二法兰密封焊接。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述第一法兰上带有与所述内层钢管的中心连通的换热气体入口，所述第二法兰上带有与所述内层钢管的中心连通的换热气体出口。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述外层钢管的一侧上部开设有加热气体出口，其另一侧下部开设有加热气体入口。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述第一管壁和第二管壁之间的径向距离为10～15mm。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述第一管壁或第二管壁的厚度为1.5～2.0mm。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述内层钢管的外径为90～100mm。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述外层钢管的内径为150～200mm。
本实用新型的有益效果是：本实用新型一种天然气燃烧换热装置，通过带有沿轴向上下连通的延伸腔的内层钢管的结构设计，有效增大了内层钢管内、外气体的热交换面积，从而有效提高了天然气的热能利用率；本实用新型结构紧凑，换热效果佳，实用性强，市场前景广阔。
附图说明
图1是本实用新型一种天然气燃烧换热装置一较佳实施例的立体结构示意图；
图2是图1中AA方向的截面结构示意图；
附图中各部件的标记如下：10.外层钢管，20.内层钢管，30.第一法兰，40.第二法兰，11.加热气体出口，12.加热气体入口，21.换热气体入口，22.换热气体出口，23.第一管壁，24.第二管壁，25.延伸腔。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1和图2，本实用新型实施例包括：
实施例1
本实用新型揭示了一种天然气燃烧换热装置，包括：外层钢管10和内层钢管20；所述外层钢管10和内层钢管20同轴套置布置，所述外层钢管10和内层钢管20的顶端与第一法兰30连接，所述外层钢管10和内层钢管20的底端与第二法兰40连接，其中，所述内层钢管20的顶端和底端分别与所述第一法兰30和第二法兰40通过气保焊密封焊接，使外层钢管10和内层钢管20之间的间隙形成加热气体流道，使内层钢管20内形成待加热的空气流道。
所述第一法兰30的中部开设有与所述内层钢管20的中心连通的换热气体入口21，所述第二法兰40的中部开设有与所述内层钢管20的中心连通的换热气体出口22。
所述外层钢管10的一侧上部开设有加热气体出口11，其另一侧下部开设有加热气体入口12，所述加热气体入口12与天然气燃烧炉直接连接或者通过管道连接，用于将天然气燃烧炉内产生的热气输送到所述外层钢管10和内层钢管20之间的区域，通过内层钢管20管壁的热交换，加热流经所述内层钢管20的空气。
所述内层钢管20的管壁为沿径向方向分布的波纹管壁。具体地，所述波纹管壁包括多个间隔分布的第一管壁23和多个间隔分布的第二管壁24，所述第一管壁23和第二管壁24均贯穿所述内层钢管20的轴向方向。所述第一管壁23与所述内层钢管20的中心轴的距离小于所述第二管壁24与所述内层钢管20的中心轴的距离，即所述第一管壁23靠近所述内层钢管中心，所述第二管壁24远离所述内层钢管20的中心。
所述第一管壁23和第二管壁24相间分布，任一所述第二管壁24的两侧与所述第一管壁23连接，形成延伸腔25，所述延伸腔25沿所述内层钢管20的轴向上下连通，延伸腔25的深度方向沿内层钢管20的径向。所述第一管壁23和第二管壁24均为弧形壁，其中，所述第二管壁24所在的圆弧的半径为3mm。
所述内层钢管20采用厚度为1.5mm的304不锈钢钢板制备而成，具体制备方法如下：
(1)将厚度为1.5mm，宽度为120mm的304不锈钢钢板沿着长度方向连续弯折成波纹板，并使弯折处形成半径为3mm的圆角，使每个折边的长度为15mm；
(2)将弯折后的波纹板的两侧的这边向中心方向靠拢，并将这两个边焊接固定，形成圆筒状的结构，即为上述内层钢管20。
所述内层钢管20的外径为90mm。
所述外层钢管10的内径为160mm。
通过上述内层钢管20的结构设计，使其管壁上形成沿圆周方向分布的，自上向下连通的多个延伸腔，能够有效扩大流经内层刚光20内的待加热空气的换热面积，从而有效提高换热效果。
经过测算，上述尺寸的内层钢管20的换热面积是普通圆筒形钢管的换热面积的2.8倍以上。
将天然气燃烧后的温度为290～320℃的热气从所述加热气体入口12通入到上述换热装置内，测得流经所述内层钢管20的空气换热后的温度为200～220℃，显著高于现有设计的100℃。
本实用新型一种天然气燃烧换热装置，通过内层钢管20的结构设计，有效增大了气体的热交换面积。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种天然气燃烧换热装置，其特征在于，包括：外层钢管和内层钢管；所述内层钢管的管壁为沿径向方向分布波纹管壁，所述波纹管壁包括靠近所述内层钢管中心的第一管壁和远离所述内层钢管中心的第二管壁，所述第一管壁和第二管壁均沿着所述内层钢管的轴向方向上下连通；所述第一管壁和第二管壁相间分布，任一所述第二管壁的两侧与所述第一管壁连接，并形成沿所述内层钢管的轴向上下连通的延伸腔。
2.根据权利要求1所述的一种天然气燃烧换热装置，其特征在于，所述外层钢管和内层钢管同轴套置布置，其顶端和底端分别与第一法兰和第二法兰连接，所述内层钢管的顶端和底端分别与所述第一法兰和第二法兰密封焊接。
3.根据权利要求2所述的一种天然气燃烧换热装置，其特征在于，所述第一法兰上带有与所述内层钢管的中心连通的换热气体入口，所述第二法兰上带有与所述内层钢管的中心连通的换热气体出口。
4.根据权利要求2所述的一种天然气燃烧换热装置，其特征在于，所述外层钢管的一侧上部开设有加热气体出口，其另一侧下部开设有加热气体入口。
5.根据权利要求1所述的一种天然气燃烧换热装置，其特征在于，所述第一管壁和第二管壁之间的径向距离为10～15mm。
6.根据权利要求5所述的一种天然气燃烧换热装置，其特征在于，所述第一管壁或第二管壁的厚度为1.5～2.0mm。
7.根据权利要求1所述的一种天然气燃烧换热装置，其特征在于，所述内层钢管的外径为90～100mm。
8.根据权利要求7所述的一种天然气燃烧换热装置，其特征在于，所述外层钢管的内径为150～200mm。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202222846022.2U CN218821792U (zh) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | 一种天然气燃烧换热装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN218821792U true CN218821792U (zh) | 2023-04-07 |
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ID=87041540
Family Applications (1)
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| CN202222846022.2U Active CN218821792U (zh) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | 一种天然气燃烧换热装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
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2022
- 2022-10-27 CN CN202222846022.2U patent/CN218821792U/zh active Active
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