CN216717118U - 一种内嵌式内翅片换热管及具有该换热管的换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内嵌式内翅片换热管及具有该换热管的换热器，所述内嵌式内翅片换热管包括外管、设置在外管内的内翅片管及设置在内翅片管内一端的中心管；所述换热器包括换热器外壳、位于换热器外壳内上端的燃烧室、位于换热器外壳下端的冷凝水室，所述燃烧室和冷凝水室之间通过管板连接多根所述内嵌式内翅片换热管；采用本申请所述换热管对高温烟气进行换热，增加了近5倍的换热面积，提高了换热效率；换热器中水流隔板的设置，使得水的流向被固定，强制水流径向冲刷换热管外壁，进一步加强了换热效果。

Description

一种内嵌式内翅片换热管及具有该换热管的换热器

【技术领域】

本实用新型涉及换热设备技术领域，具体涉及一种内嵌式内翅片换热管及具有该换热管的换热器。

【背景技术】

目前换热器广泛使用烟管作为换热管束，即高温烟气流经管内进行对流换热，将热量传给管外侧的工质水，从而实现热能转换；传统的烟管为直圆管形式，当烟气在管内纵向冲刷流动时，在管壁处会形成较厚的边界层，烟管中心的烟气无法和管内壁金属接触，造成烟气和管壁面的换热系数较小，需要很长的管束才能将烟温降到合适的温度水平，造成设备尺寸庞大。

研究人员一直致力于研究强化管内换热，开发了螺纹烟管，内插麻花片、弹簧等扰流子来强化管内换热，而以上形式只是对贴近壁面的气流产生了扰动，强化效果一般，效率较低，扰流片形成折转的烟道，造成烟气的阻力大和冷凝水不易排除等缺点；又由于扰流片与冷凝管的管壁不接触，使得扰流片的热量不能传导到冷凝管上，所以导热效率低。

【实用新型内容】

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供一种换热效果好的内嵌式内翅片换热管及具有该换热管的换热器。

为了解决现有技术中的问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种内嵌式内翅片换热管，包括由外至内依次设置的外管、内翅片管及中心管，所述内翅片管包括管壁及设置在管壁内的沿径向延伸的翅片，所述中心管固定在内翅片管的一端，且中心管的两端封堵。

优选地，所述内翅片管中的翅片设置有多组，多组翅片以内翅片管的中心线为中心呈环形阵列分布在内翅片管管壁内，每组翅片均包含两条长度不同的沿径向延伸的条形结构，所述条形结构靠近中心线的一端设置为弧形，且相邻的两条形结构之间通过弧线连接；长度不同的条形结构能够破坏靠近内翅片管管壁的流体边界层，将高温气流分割成多个通道，分别将高温的烟气降低至冷凝温度。

优选地，所述中心管的外壁与内翅片管中长度较长的条形结构的端部相切。

优选地，所述中心管与内翅片管的长度比为(3～8)：10；使得在换热时，温度高的烟气进入换热管后，先在比较大的空间内流动，提高换热效率，然后经中心管分流，将烟气均匀分配到中心管与内翅片管之间的间隙中，强化了换热能力。

优选地，所述外管与内翅片管过盈配合连接，防止烟气进入外管与内翅片管之间的间隙中，避免了烟气冷凝后产生的冷凝水对外管的腐蚀。

优选地，所述外管的长度与内翅片管的长度比为(1～2):1。

优选地，所述内翅片管远离中心管的一端低于外管远离中心管的一端，防止烟气温度过高而导致内翅片管过热。

优选地，所述内翅片管中设置中心管的一端与外管的端部平齐或超出外管，保证烟气冷凝水不会与外管接触。

优选地，所述内翅片管采用硅镁铝合金材质。

本实用新型的另一目的在于，提供一种含有上述换热管的换热器，包括换热器外壳、设置于换热器外壳内上端的燃烧室，所述燃烧室的下端固定连接一上管板，所述换热器外壳的下端固定连接一下管板，所述上管板与下管板之间设置有多根上述换热管，且所述换热管中的中心管位于靠近冷凝室的一端，所述下管板的底部连接一冷凝水室；所述换热器外壳的下方侧面设置一进水管，所述换热器外壳的上端侧面设置一出水管，所述冷凝水室的侧面分别设置一冷凝水出管及排烟管。

优选地，所述换热器外壳内设置有多个水流隔板，所述水流隔板水平套在换热管外，所述水流隔板设置为圆板型结构，其上设置有供换热管穿过的圆孔。

优选地，所述换热器外壳与燃烧室之间设置有空隙，形成供换热水流动的夹套，使得冷却水冷却了燃烧室后再经出水管流出，保证燃烧室内温度在合理范围内。

优选地，所述下管板采用不锈钢材质，并在下管板的表面进行防腐处理，防止烟气冷凝水对下管板的腐蚀。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述换热管中中心管的设置，能够对中心流体起到很好的分流作用，经过前端大流道换热后的烟气被中心管均匀分配到四周的烟气通道中，加强了换热效率；

本实用新型所述内翅片管中长度不同的条形结构的设置，能够破坏靠近内翅片管壁的流体边界层，将高温气流分割成多个通道，分别将高温烟气降至冷凝温度；

本实用新型所述换热管能够完全破坏气流温度的径向分布模式，内翅片的设计增加了换热面积，提高了换热效率；

本实用新型所述换热器中水流挡板的设置，使得水的流向被固定，可强制水流冲刷换热管管壁，充分吸收换热管内的热量，同时特别冷却了燃烧室，使其稳定在合理的温度范围内。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所述换热管的径向截面示意图；

图2是本实用新型实施例1所述换热管的轴向截面示意图；

图3是本实用新型实施例2所述换热管的轴向截面示意图；

图4是本实用新型所述换热器的结构示意图；

其中，1-换热管；101-外管；102-内翅片管；1021-条形结构；103-中心管；2-换热器外壳；201-进水管；202-出水管；3-燃烧室；4-冷凝水室；401-冷凝水出口；402-排烟管；5-水流隔板。

【具体实施方式】

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型做进一步描述，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。

实施例1

如图1～2所示，本实用新型提供了一种整体式内翅片换热管1，包括由外至内依次设置的外管101、内翅片管102及中心管103，所述内翅片管102包括管壁及设置在管壁内的沿径向延伸的翅片，所述中心管固定在内翅片管的后端内侧，且中心管103的两端封堵。

作为优选，所述内翅片管中的翅片设置有多组，多组翅片以内翅片管102的中心线为中心呈环形阵列分布在内翅片管管壁内，每组翅片均包含两条长度不同的沿径向延伸的条形结构1021，所述条形结构1021靠近中心线的一端设置为弧形，且相邻的两条形结构之间通过弧线连接；长度不同的条形结构能够破坏靠近内翅片管管壁的流体边界层，将高温气流分割成多个通道，分别将高温的烟气降低至冷凝温度。

作为优选，所述中心管103的外壁与内翅片管102中稍长的条形结构的端部相切，且所述中心管103与内翅片管102的长度比为(3～8):10，使得温度高的烟气进入换热管后，先在比较大的空间内流动，提高换热效率，然后经中心管分流，将烟气均匀分配到中心管与内翅片管之间的中，强化了换热能力。

作为优选，所述内翅片管采用硅镁铝合金材质。

作为优选，所述外管101与内翅片管102过盈配合连接，防止烟气进入外管与内翅片管之间的间隙中，避免了烟气冷凝后产生的冷凝水对外管的腐蚀。

作为优选，所述外管101的长度与内翅片管的长度比为(1～2):1。

作为优选，如图2所示，所述内翅片管远离中心管的一端低于外管101远离中心管的一端，防止烟气温度过高而导致内翅片管过热。

作为优选，如图2所示，所述内翅片管102设置中心管的一端与外管101的端部平齐。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，如图3所示，所述内翅片管102设置中心管的一端超出外管101，露在外管101外，确保烟气冷凝水不会与外管101接触。

实施例3

如图4所示，本实施例提供了一种含有实施例1或2所述换热管的换热器，包括换热器外壳2、设置于换热器外壳2内上端的燃烧室3，所述燃烧室3的下端固定连接一上管板，所述换热器外壳2的下端固定连接一下管板，所述上管板与下管板之间设置有多根换热管1，所述换热管1中的中心管位于远离燃烧室的一端，所述下管板的底部设置有冷凝水室4；所述换热器外壳2的下方侧面设置一进水管201，所述换热器外壳2的上端侧面设置一出水管202，所述换热器外壳2与燃烧室3之间形成一夹套，所述冷凝水室4的侧面底部设置一冷凝水出管401，冷凝水室4的侧面上方设置一排烟管402。

作为优选，所述换热器外壳2内设置有多个水流隔板5，所述水流隔板5设置为圆板型结构，其上设置有多个供换热管穿过的圆孔；利用水流隔板将水的流向固定，可强制水流冲刷换热管管壁，充分吸收换热管1的热量，使得换热管每一部分都能充分换热。

作为优选，所述换热器外壳2与燃烧室3之间设置有空隙，形成供换热水流动的夹套，使得冷却水冷却燃烧室后再经出水管流出，保证燃烧室内温度在合理范围内。

作为优选，所述换热器中下管板的材质为不锈钢，在其表面进行防腐处理，可以采用涂刷防腐涂料或其他常用的防腐方式处理。

本实用新型所述换热器的工作原理：燃烧头在燃烧室3内点燃，燃烧后的高温烟气经过上管板进入换热管1中，与从下方进水口201进入的冷却水换热，换热后的烟气经过下管板进入冷凝水室4，冷凝水室内的冷凝水经冷凝水口401流出，换热后的烟气经排烟管402排出，进入换热器的冷却水由下至上竖直冲刷换热管、冷却燃烧室后经上部的出水管202流出。

Claims (10)

1.一种内嵌式内翅片换热管，其特征在于，包括由外至内依次设置的外管、内翅片管及中心管，所述内翅片管包括管壁及设置在管壁内的沿径向延伸的翅片，所述中心管固定在内翅片管的一端，且中心管的两端封堵。

2.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述内翅片管中的翅片设置有多组，多组翅片以内翅片管的中心线为中心呈环形阵列分布在内翅片管管壁内，每组翅片均包含两条长度不同的沿径向延伸的条形结构，所述条形结构靠近中心线的一端设置为弧形，相邻的两条形结构之间通过弧线连接。

3.根据权利要求2所述的换热管，其特征在于，所述中心管的外壁与内翅片管中长度稍长的条形结构的端部相切。

4.根据权利要求3所述的换热管，其特征在于，所述中心管与内翅片管的长度比为(3～8):10。

5.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述外管与内翅片管过盈配合连接；外管与内翅片管的长度比为(1～2):1。

6.根据权利要求5所述的换热管，其特征在于，所述内翅片管远离中心管的一端低于外管远离中心管的一端。

7.根据权利要求6所述的换热管，其特征在于，所述内翅片管设置中心管的一端与外管的端部平齐。

8.根据权利要求6所述的换热管，其特征在于，所述内翅片管设置中心管的一端超出外管的端部，露在外管外。

9.一种换热器，其特征在于，包括换热器外壳、设置于换热器外壳内上端的燃烧室，所述燃烧室的下端固定连接一上管板，所述换热器外壳的下端固定连接一下管板，所述上管板与下管板之间设置有多根权利要求1～8任一项所述的换热管，所述换热管中的中心管位于靠近冷凝室的一端，所述下管板的底部设置有冷凝水室；所述换热器外壳的下方侧面设置一进水管，所述换热器外壳的上端侧面设置一出水管，所述冷凝水室的侧面分别设置一冷凝水出管及排烟管。

10.根据权利要求9所述的换热器，其特征在于，所述换热器外壳内设置有多个水流隔板，所述水流隔板水平套在换热管外，所述水流隔板设置为圆板型结构，其上设置有供换热管穿过的圆孔。

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