热交换器制造技术

本发明专利技术的目的在于，在多个传热管之间设有共鸣防止挡板的热交换器中，使共鸣防止挡板及其安装所需的作业简化并且低成本化，设置于锅炉等的燃烧气体的流路的热交换器(10)在形成燃烧气体(g)的流路的管道壁(12)的内部具有：多个传热管(14)，其轴向配置为将燃烧气体(g)横切的方向，并且相互隔开间隔地并排配置；以及板状的共鸣防止挡板(16)，其在多个传热管(14)之间沿着燃烧气体(g)设置。共鸣防止挡板(16)由金属箔(18)构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种设置于锅炉等中且在传热管组之间设有共鸣防止挡板的热交换器。
技术介绍
在锅炉等中，在形成燃烧气体的流路的管道壳体中设有过热器、再热器、节煤器等热交换器。这些热交换器的多个传热管设于管道壳体中，在该传热管中流动的水等介质被燃烧气体加热而转化成蒸气。该蒸气向蒸气涡轮输送，被用作发电动力。该多个传热管的轴向配置为将燃烧气体的流路横切的方向，并且相互隔开间隔地并排配置。传热管在形成燃烧气体的流路的管道壁的内部沿与燃烧气体g正交的方向配置。图4示出了在形成燃烧气体g的流路的管道壁100的内部传热管102在燃烧气体g的流路中呈格子状配置示例，图5示出了传热管102呈交错状配置的示例。如图6所示，当在这样的传热管组中流动有燃烧气体g时，在传热管102的尾流中周期地产生卡门涡旋e。卡门涡旋e的产生频率fk(Hz)由下式来表示。fk＝St·V/D(1)此处，St：斯特鲁哈尔数V：最小间隙流速(传热管间的流速)D：传热管的外径另一方面，在与燃烧气体流正交并且与传热管的轴向正交的管道壁间具有由燃烧气体g的物性决定的固有的振动模式。该固有振动频率fn(Hz)由下式来表示。fn＝n·c/2L(2)此处，n＝1，2，3，…c：音速(取决于燃烧气体g的温度。)L：管道壁100间的宽度图7示出了n＝1的1次模式时的振动模式(v表示速度成分，p表示压力成分。)。因此，当产生频率fk与固有振动频率fn(n＝1，2，3，…)的任一方一致时，会产生共鸣状态，产生被称为罐响(缶鳴り)的过大的噪声。罐响防止的普遍的对策为，在传热管组之间沿着燃烧气体流配置板状的共鸣防止挡板，使固有振动频率fn上升，由此来避免共鸣。图8示出了设有上述共鸣防止挡板104的示例。在图8中，由管道壁100形成了燃烧气体g的流路。传热管102在燃烧气体g的流路中沿与燃烧气体g的流动方向正交的方向配置。共鸣防止挡板104在传热管102之间沿着燃烧气体g的流动方向配置。在专利文献1以及专利文献2中公开了如下的结构，即，在被热交换气体的流路中并排配置有多个传热管的热交换器中，在传热管之间沿着被热交换流体的流动方向设有共鸣防止挡板。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭59-012293号公报专利文献2：日本特开平05-141891号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，以往的共鸣防止挡板具有较大的重量，从而存在为了将重量较大的共鸣防止挡板固定于被热交换流体的流路中，花费大量的工时以及费用这样的问题。鉴于上述的现有技术的课题，本专利技术的目的在于，使共鸣防止挡板的结构及其安装所需的作业简化并且低成本化。用于解决课题的方案为了达到所述目的，本专利技术的一实施方式所涉及的热交换器具有：多个传热管，其轴向配置为将被热交换流体的流路横切的方向，并且相互隔开间隔地并排配置；以及板状的共鸣防止挡板，其在多个所述传热管之间沿着被热交换流体的流动方向设置，所述热交换器的特征在于，所述共鸣防止挡板由金属箔构成。共鸣防止挡板具有如下作用，即，使形成被热交换流体的流路的管道壁间产生的固有振动频率fn上升，从而使该固有振动频率fn与因在传热管的尾流中产生的卡门涡旋e而产生的频率fk不同。为了使固有振动频率fn上升，只要将被热交换流体的流路分隔形成被热交换流体的粒子速度＝0的边界即可。因此，即使是像金属箔那样的较薄的隔板也能够得到上述作用。根据本专利技术的一实施方式，通过由金属箔构成共鸣防止挡板能够使共鸣防止挡板轻量化。因此，能够节省材料费，而且能够使共鸣防止挡板的安装以及更换所需的作业简化并且低成本化。在本专利技术的一实施方式中，所述热交换器还具备固定于金属箔的外缘部的刚性框体。金属箔承受被热交换流体而有时会变形，因此通过将刚性框体固定于金属箔，能够对金属箔赋予刚性。由此，能够防止金属箔的变形，能够在不大幅增加重量的情况下保持不会因被热交换流体的流动而变形的刚性。在本专利技术的一实施方式中，共鸣防止挡板通过固定件固定于多个传热管的至少一部分传热管。如上述那样，本专利技术的共鸣防止挡板能够实现轻量化，因此能够利用低强度的固定件简单地安装于传热管。另外，由于共鸣防止挡板轻量，因此仅安装于一部分传热管即可，能够减轻安装作业。在本专利技术的一实施方式中，所述固定件是以围绕所述传热管的方式配置且两端螺合固定于所述共鸣防止挡板的U字螺栓。利用该结构的U字螺栓能够使安装作业进一步简化。在本专利技术的一实施方式中，多个所述传热管沿着被热交换流体的流动方向呈直线状排列，所述共鸣防止挡板形成为平板状，且沿着被热交换流体的流动方向配置。由此，能够容易将共鸣防止挡板插入设置好的传热管之间，且能够配置在规定位置。因此，不拆卸设置好的传热管，便能够进行共鸣防止挡板的安装作业或更换作业。另外，无需在安装了共鸣防止挡板以后进行传热管的设置，从而能够大幅度减少安装作业以及更换作业的工时。专利技术效果根据本专利技术的一实施方式，通过使用由金属箔构成的轻量的共鸣防止挡板，能够使共鸣防止挡板的安装所需的作业简化并且低成本化。附图说明图1是本专利技术的一实施方式所涉及的热交换器的主视剖视图。图2是所述热交换器的共鸣防止挡板的组装前的立体图。图3是所述共鸣防止挡板的组装后的立体图。图4是表示一般的热交换器的传热管的格子状配置的主视剖视图。图5是表示一般的热交换器的传热管的交错配置的主视剖视图。图6是在传热管的尾流中产生的卡门涡旋e的说明图。图7是热交换器的管道壁间产生的固有振动的说明图。图8是以往的热交换器的主视剖视图。具体实施方式以下，利用附图所示的实施方式对本专利技术进行详细说明。然而，本实施方式中记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等在无特定的记载的情况下，并不表示将本专利技术的范围限定于此。根据图1～图3对本专利技术的一实施方式所涉及的热交换器进行说明。本实施方式是将本专利技术的一实施方式所涉及的热交换器10应用于装入火力发电设备等的蒸气锅炉中设置的过热器、再热器、节煤器等热交换器、或者排热回收锅炉等中的示例。在图1中，利用构成本实施方式所涉及的热交换器10的管道壳体形成燃烧气体g的流路。在构成管道壳体的管道壁12的内部配置有多个传热管14。该管道壳体例如具有方形剖面或圆形剖面。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热交换器，具有：多个传热管，其轴向配置为将被热交换流体的流路横切的方向，并且相互隔开间隔地并排配置；以及板状的共鸣防止挡板，其在多个所述传热管之间沿着被热交换流体的流动方向设置，所述热交换器的特征在于，所述共鸣防止挡板由金属箔构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.27 JP 2013-2713701.一种热交换器，具有：
多个传热管，其轴向配置为将被热交换流体的流路横切的方向，并且
相互隔开间隔地并排配置；以及
板状的共鸣防止挡板，其在多个所述传热管之间沿着被热交换流体的
流动方向设置，
所述热交换器的特征在于，
所述共鸣防止挡板由金属箔构成。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，
所述热交换器还具备固定于所述金属箔的外缘部的刚性...

【专利技术属性】
技术研发人员：冲本贵宽，菅沼直树，工藤敏文，山田哲也，北田昌司，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP