一种废气余热回收换热器制造技术

一种用于废气余热回收换热器，主要由热端腔体、冷端腔体、密封隔板、强化换热冷凝管束和蒸发光管管束等组成；冷端翅片管的管内腔通过焊接与热端蒸发腔体的上壁相连通；工作时含有余热的烟气从热端的管子内部通过，加热热端腔体内的液体，使之气化，蒸汽从密封隔板上与强化换热管的管内联通的小孔进入，被加热的气体从强化换热管束外流过，使管内的蒸汽凝结，热量传递给被加热的气体，凝结液体在重力作用下流回到热端腔体内，循环使用；和现有技术相比，本产品有效的解决了换热器在废气余热回收过程中堵塞不易清洗的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于节能减排领域，涉及一种热量回收装置，具体涉及一种废气余热回收换热器。
技术介绍
根据调查，各行业的余热总资源占其燃料消耗总量的17％-67％，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60％。目前，很多机械设备在工作过程中都会产生大量的废气(烟气)，目前普遍的做法是直接将其排入大气，既浪费大量的热能并且污染了环境。这部分废气由于工作环境的原因，常会含有灰尘、纤维和油污等杂质。目前常用的废气余热回收装置有列管式、回转式、板式换热器和热管换热器等，但普遍存在回收效率低，压力损失大，易堵塞，易积灰，易磨损，难清洗等弊病。为了增加换热管的余热回收能力，一般在换热管内部增加换热翅片，从而将换热管内部部的通道分为多个小的通道，但是此种情况下虽然会增加传热能力，但是以为小通道的存在，同时也会造成流动阻力的增加，从而降低了换热管的使用寿命。因此，需要对换热管进行改进，使其在强化传热的同时，同时减少换热管内的流动阻力。针对上述问题，本专利技术提供了一种新废气余热回收换热器，从而解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种有效的解决换热器在废气余热回收过程中堵塞不易清洗问题的废气余热回收换热器。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：包括换热壳体以及安装在换热壳体内与换热壳体底面平行的密封隔板，密封隔板将换热壳体内部分为热端腔体和冷端腔体；所述的热端腔体包括热管蒸发腔，在热管蒸发腔内布置有多排与换热壳体底面平
行的光管，光管的两端分别设置有与光管相对应的高温废气入口和高温废气出口；热端腔体的底部换热壳体设置有热端活门，热管蒸发腔内充灌制冷工质；所述的冷端腔体上开设有空气入口、空气出口及冷端活门，冷端腔体内布置有多排强化换热管作为热管冷凝端，密封隔板上开设有与热管冷凝端相对应的通孔，所述的强化换热管的排列方式为顺排或交叉排列，且强化换热管焊接在密封隔板上并与密封隔板垂直布置，且与热管蒸发腔相连通。所述的换热壳体两端还安装有保温封板。所述的强化换热管内部设置有内翅片，外部设置有外翅片，所述内翅片将强化换热管分为多个小通道，在内翅片上开设有使相邻的小通道彼此连通的连通孔。所述的从热管蒸发腔向热管冷凝端方向，连通孔的孔径逐渐减小。所述的强化换热管为圆管，连通孔的形状为圆形。所述的内翅片为多个，内翅片从圆管的中心轴线向外延伸，与圆管的内壁连接，所述内翅片之间的夹角相同。所述的内翅片为4个，所述圆管的内壁半径为R，所述连通孔的半径r，所述同一内翅片上相邻的连通孔之间的距离为L，满足如下关系：l/R*10>＝a*(r/R*10)2-b*(r/R*10)+c；其中a,b,c是参数，14<a<15,72<b<75,93<c<96；0.34<l/R<0.60.2<r/R<0.320<R<80mm；5<r<17mm。所述的随着r/R的增加，所述的a,c增加，b减小。与现有技术相比较，本专利技术的具有如下的优点：本专利技术在蒸发腔内布置有一系列光管，含有余热的烟气(废气)从排列整齐的光
管管内通过，有利于对废气在管内造成的沾污、积灰等进行及时清理。这里还需要指出的是本专利技术中高温气体侧采用光管结构可以大大减轻对换热器制造的要求。因为目前在高温烟气侧普遍采用强化翅片管进行余热回收，而当高温气体流经翅片管时，常常会由于翅片与基管热膨胀性的不同而引起附加接触热阻，从而影响换热器的性能。要保证换热器的可靠性能，就对翅片管的制造工艺提出更高的要求。光管垂直设置有利于制冷工质的均匀吸热和降膜蒸发；强化换热管垂直设置可有效降低制冷工质循环工作压力，即有利于制冷工质的循环流通。进一步的通过在热管冷凝端内部设置内翅片，将热管冷凝端分为多个小流道，进一步强化传热，并在内翅片上设置连通孔，保证相邻的小通道之间的连通，进一步降低冷凝端的流动阻力，实现了强化传热和阻力降低的双重效果，提高了热管的使用寿命。本专利技术通过从热管蒸发腔向热管冷凝端方向的连通孔的面积的变化，即保证热管冷凝端内合理的压力，又保证达到充分换热。本专利技术确定了最佳的热管冷凝端的管径、通孔的尺寸关系，从而使得保证在满足换热阻力的情况，从而使得实现最佳的换热效果。附图说明图1是本专利技术的主视图；图2是本专利技术的左视图；图3是本专利技术热管冷凝端的横截面结构示意图；图4是本专利技术内翅片上圆形连通孔分布示意图；图5是本专利技术内翅片上圆形连通孔错列分布示意图；图6是热管冷凝端横截面结构示意图。图中：1-换热壳体、2-空气入口、3-强化换热管、4-密封隔板、5-高温废气入口、6-光管、7-热端活门、8-热管蒸发腔、9-高温废气出口、10-空气出口、11-热管冷凝
端、12-冷端活门、13-前保温封板、14-后保温封板；15-内翅片，16-连通孔，17-小通道，18-外翅片，19-圆管。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。本文中，如果没有特殊说明，涉及公式的，“/”表示除法，“×”、“*”表示乘法。参见图1，2，本专利技术包括换热壳体1以及安装在换热壳体1前端面的保温封板14和后端面的保温封板13，在换热壳体1内安装有与换热壳体底面平行的密封隔板4，密封隔板4将换热器分为热端腔体和冷端腔体；所述的热端腔体的主体部分是热管蒸发腔8，在热管蒸发腔8内布置有多排光管6，光管6与换热壳体1底面平行，光管6的两端分别设置有与光管6相对应的高温废气入口5和高温废气出口9。热端腔体的底部换热壳体1上设置有热端活门7，热管蒸发腔8内充灌制冷工质；所述的冷端腔体上开设有空气入口2和空气出口10，冷端腔体内布置有多排强化换热管3作为热管冷凝端11，密封隔板4上开设有与热管冷凝端11相对应的通孔，热管冷凝端11的顶部换热壳体1上设置有冷端活门12；所述的冷凝腔体内的热管冷凝端11采用的是强化换热管3，强化换热管3的排列为平行或交叉排列，且强化换热管3焊接在密封隔板4呈垂直布置，并与热管蒸发腔8相连通。高温废气进入换热壳体1下部的热端腔体内，从高温废气入口5进入光管6内部进行换热，使热端腔体内的液体蒸发(沸腾)，然后从高温废气出口9排出。由于热管蒸发腔8内部常常需要维持真空(低于大气压力)，为了避免热管蒸发腔8的板状壳体因压力而凹陷，故需在其内部设置支撑体。其中的光管6一方面是对废气起到流通换热作用，另一方面对壳体起到支撑作用。通过热管蒸发腔8的下面吸热和上边散热的功能，热量由底部传递到顶部。中间
的密封隔板4起到隔离和定位作用。上部的外面的冷空气(或其它较冷的气体)通过气体进口2进入换热壳体1内。较冷的气体通过热管冷凝端11进行换热，温度升高后通过气体出口10排出。本专利技术的换热器，蒸发端采用光管作为换热表面，可以使得含有余热的烟气(废气)从排列整齐的光管管内通过，有效的降低管壁表面的积灰和磨损问题，此外还有利于对废气在管内造成的沾污、积灰等进行及时清理。此外，高温气体侧采用光管结构可以大大减轻对制造的要求。因为若在高温气体侧采用翅片管等强化换热管时，常常会由于翅片与基管热膨胀性的不同而引起附加接触热阻，从而影响换热器的性能。要保证换热器的可靠性能，就对翅片管的制造工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废气余热回收换热器，其特征在于：包括换热壳体(1)以及安装在换热壳体(1)内与换热壳体底面平行的密封隔板(4)，密封隔板(4)将换热壳体内部分为热端腔体和冷端腔体；所述的热端腔体包括热管蒸发腔(8)，在热管蒸发腔(8)内布置有多排与换热壳体(1)底面平行的光管(6)，光管(6)的两端分别设置有与光管(6)相对应的高温废气入口(5)和高温废气出口(9)；热端腔体的底部换热壳体设置有热端活门(7)，热管蒸发腔(8)内充灌制冷工质；所述的冷端腔体上开设有空气入口(2)、空气出口(10)及冷端活门(12)，冷端腔体内布置有多排强化换热管(3)作为热管冷凝端(11)，密封隔板(4)上开设有与热管冷凝端(11)相对应的通孔，所述的强化换热管(3)的排列方式为顺排或交叉排列，且强化换热管(3)焊接在密封隔板(4)上并与密封隔板(4)垂直布置，且与热管蒸发腔(8)相连通。

【技术特征摘要】
1.一种废气余热回收换热器，其特征在于：包括换热壳体(1)以及安装在换热壳体(1)内与换热壳体底面平行的密封隔板(4)，密封隔板(4)将换热壳体内部分为热端腔体和冷端腔体；所述的热端腔体包括热管蒸发腔(8)，在热管蒸发腔(8)内布置有多排与换热壳体(1)底面平行的光管(6)，光管(6)的两端分别设置有与光管(6)相对应的高温废气入口(5)和高温废气出口(9)；热端腔体的底部换热壳体设置有热端活门(7)，热管蒸发腔(8)内充灌制冷工质；所述的冷端腔体上开设有空气入口(2)、空气出口(10)及冷端活门(12)，冷端腔体内布置有多排强化换热管(3)作为热管冷凝端(11)，密封隔板(4)上开设有与热管冷凝端(11)相对应的通孔，所述的强化换热管(3)的排列方式为顺排或交叉排列，且强化换热管(3)焊接在密封隔板(4)上并与密封隔板(4)垂直布置，且与热管蒸发腔(8)相连通。2.根据权利要求1所述的废气余热回收换热器，其特征在于：所述的换热壳体(1)两端还安装有保温封板(13，14)。3.根据权利要求1所述的废气余热回收换热器，其特征在于：所述的强化换热管(3)内部设置有内翅片(15)，外部设置有外翅片(18)，所述内翅片(15)将强化换热管(3)分为多个小通道(17)，在内翅片上开设有使相邻的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶文铨，田恩，金宇，冀文涛，何雅玲，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61