一种船用热管型余热经济器制造技术

本发明专利技术提供一种船用热管型余热经济器，包括：热管，热管外侧环绕布置肋形热管管束；烟气旁通腔，设置在所述热管的一端，所述烟气旁通腔内部采用消声材料的结构；烟气挡板阀，设置在烟气进口处，检测余热经济器的出水温度。本发明专利技术提供的船用热管型余热经济器，能够在较低的总体需求内实现舰船余热高效置换，能够充分、高效、可靠地利用舰船排烟余热进行冬季供暖及其余热利用手段，起到良好的节能减排效果。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种船用热管型余热经济器，包括：热管，热管外侧环绕布置肋形热管管束；烟气旁通腔，设置在所述热管的一端，所述烟气旁通腔内部采用消声材料的结构；烟气挡板阀，设置在烟气进口处，检测余热经济器的出水温度。本专利技术提供的船用热管型余热经济器，能够在较低的总体需求内实现舰船余热高效置换，能够充分、高效、可靠地利用舰船排烟余热进行冬季供暖及其余热利用手段，起到良好的节能减排效果。【专利说明】一种船用热管型余热经济器
本专利技术涉及水面舰船节能减排
，特别涉及一种船用热管型余热经济器。
技术介绍
与柴油机烟气进行换热的余热利用设备，应具有:阻力损失小；易清理积灰;体积 重量小；非供暖工况时无需额外冷却耗能；最好还能兼顾消音功能。传统的余热经济器由 于烟气通过烟管内进行换热，因此换热表面难以强化，导致管子数量较多，烟气流速较高， 一般为20m/s，宏观上的影响就是余热经济器体积、重量、阻力损失太大，700kg/h余热锅炉， 热量折合约440kW，干重5.5t，湿重达8.5t，排烟阻力损失lOOOPa左右。无论是体积重量还是 阻力损失，均无法满足舰船用要求。另外，需要配置三通阀门进行工况切换，确保冬季供暖 工况以外，不至于在夏季另外开启冷却水栗增加能耗，三通阀门及排气旁路的配置进一步 增大了总体空间需求。同时，传统余热经济器的固有结构决定了其消音能力有限，原舰船消 音装置无法取消，导致设备配置繁冗，阻力损失进一步增大。目前水面舰船缺乏高效合理置 换这部分余热资源的技术手段。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种船用热管型余热经济器，以解决目前水面舰船缺乏高 效合理置换部分余热资源的问题。 为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是:提供一种船用热管型余热经济器， 包括:热管，热管外侧环绕布置肋形热管管束;烟气旁通腔，设置在所述热管的一端，所述烟 气旁通腔内部采用消声材料的结构;烟气挡板阀，设置在烟气进口处，检测余热经济器的出 水温度。 进一步地，经济器热水侧设有安全阀。 进一步地，系统管路设置压力释放阀。 进一步地，烟气侧翅片节距达到10.2mm。 进一步地，烟气流速变化为20m/s-6m/s-20m/s。 进一步地，经烟气加热后，控制余热经济器热水出口温度为85 °C -95 °C。 进一步地，热管冷凝段留有总管长5%长度的预留段。 进一步地，所述热管顶端排气阀下具有CuO吸氢剂。 本专利技术提供的船用热管型余热经济器，能够在较低的总体需求内实现舰船余热高 效置换，能够充分、高效、可靠地利用舰船排烟余热进行冬季供暖及其余热利用手段，起到 良好的节能减排效果。【附图说明】 下面结合附图对专利技术作进一步说明： 图1为本专利技术实施例提供的船用热管型余热经济器的结构示意图； 图2为本专利技术实施例提供的套管热水结构示意图。【具体实施方式】以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的船用热管型余热经济器作进一步详 细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均 采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例 的目的。 本专利技术的核心思想在于，本专利技术提供的船用热管型余热经济器，能够在较低的总 体需求内实现舰船余热高效置换，能够充分、高效、可靠地利用舰船排烟余热进行冬季供暖 及其余热利用手段，起到良好的节能减排效果。 图1为本专利技术实施例提供的船用热管型余热经济器的结构示意图。参照图1，提供 一种船用热管型余热经济器，包括:热管11，热管11外侧环绕布置肋形热管管束12;烟气旁 通腔13,设置在所述热管11的一端，所述烟气旁通腔13内部采用消声材料15的结构;烟气挡 板阀14，设置在烟气进口处，检测余热经济器的出水温度。 具体地，基于热管技术，设计的船用热管型余热经济器采用热管技术做热桥之后， 接触烟气侧的外表面可以通过环形肋片进行换热强化，从而节约空间体积，降低烟气流速 至6m/s左右，从而降低沿程阻力损失。当热管元件损坏时，仅仅是该根热管元件失效而停止 传热，不会影响热水器整体性能，而且对动力装置没有影响。设置自动控制的烟气挡板阀 14，检测余热经济器供水水温，实现烟气流量自动控制。经烟气加热后，控制余热经济器热 水出口温度85°C_95°C。部分负荷时，烟气挡板阀自动关小;在无需制热时，烟气挡板阀自动 关闭，系统无需热井及冷却海水栗此类额外耗能部件。将烟气旁通腔13整合至热管余热经 济器之内，虽然经济器整体体积有所增大，但是相比带有旁通阀的传统余热经济器，整体空 间需求减小。同时烟气旁通腔13内部可做消音结构，达到25dB的消音效果。烟气换热侧烟气 流速变化为20m/ s-6m/s(迎面风速)-20m/s，与翅片间的烟气绕流共同起到消音效果，烟气 出口空间同样可做成消音结构完善消音功能，经济器之后无需消音器。该装置能够在较低 的总体需求内实现舰船余热高效置换，能够充分、高效、可靠地利用舰船排烟余热进行冬季 供暖及其余热利用手段，起到良好的节能减排效果。同时，由于烟气在管外大空间内进行换 热，因此设备外壳可方便设置入孔，在停机时易于人员检修及清灰。热管余热经济器可根据烟气酸露点温度，调整换热管烟气侧管壁温度，使之高于 该温度，从而防止金属壁面出现结露而产生的酸露点腐蚀和灰堵。在保持换热管传热效率 基础上，增大换热管废气侧换热面积，以合理确定管壁温度，确保经济器能够长寿命地工 作。热管冷凝段留有总管长5%长度的预留段，以防设备长期运行后氢气等不凝性气体的产 生，保证设备长期稳定高效运行;热管顶端排气阀下具有CuO吸氢剂，用于吸收管内以氢气 为代表的不凝性气体，延长热管使用寿命。有质量保证的热管其连续使用寿命可达12-15年 以上。图2为本专利技术实施例提供的套管热水结构示意图。参照图2,热水侧采用套管结构， 被加热水在套管21与热管22之间的缝隙内流过，吸收热管22放出的热量，将水加热。由于采 用套管结构，被加热介质在管间流动，使设备水侧能承受较高的压力，热水侧总体换热空间 需求较小，并且设备液体负荷增加较小。热管传热计算方法如下： 烟气最大可回收热量为：〇! = (3 - 其中，为烟气入口温度，为烟气出口温度 设定值，为烟气质量流量，^^为烟气定压比热容。热水量％，根据热平衡计算，14 = 口温度，P为水出口温度，% i为水定压比热容。 管内工质温度估算，烟气入口处:餘=(5 _戰鎖十难，取乳：=3: 烟气出□处:士雜_巧):/ (1:摘，取n=3; 当工质温度在30-200°C区间内时，使用水作为热管工质较为合适。通常采用碳钢管作 为管壳。采用重力式热管，不加毛细吸液芯。 管径需要通过音速极限以及携带极限确定管径最低值，音速极限确定所需的管 径，，其中，ge为单根热管传热量，r为汽化潜热，外为蒸汽的密度， 为工质的饱和蒸汽压；携带极限确定所需的管径：其中，_为工质饱和液体密度，外为工质饱和蒸汽密度。办邊邊为表面张力系数。 管壁最小壁厚较核：其中，S为管壁厚度，为水钢热管的许用压力，管 壳最大应力％吼，[亡0.5%^ 0 通常热管用于烟气换热场合时，烟气侧采用环形翅片管强化换热，水侧采用光管 即可，翅片管核心参数包括:光管外径光管内径：4/mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船用热管型余热经济器，其特征在于，包括：热管，热管外侧环绕布置肋形热管管束；烟气旁通腔，设置在所述热管的一端，所述烟气旁通腔内部采用消声材料的结构；烟气挡板阀，设置在烟气进口处，检测余热经济器的出水温度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林芃，汪妇欢，韩伟，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：上海;31