一种螺旋翅片管及省煤器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种螺旋翅片管及省煤器。该螺旋翅片管包括：母管和螺旋缠绕于母管壁的翅片；翅片包括多个首尾相接的翅片单元；相邻两个翅片单元之间的母管壁为凹槽结构；螺旋翅片管的轴向截面为双椭圆形构型；轴向截面包括多个翅片截面和多个凹槽截面；翅片截面为翅片半椭圆形；凹槽截面为母管半椭圆形；翅片半椭圆形的顶点为母管与翅片的交点，翅片半椭圆形的长半轴为翅片的高，翅片半椭圆形的短轴为翅片的根部厚度；母管半椭圆形的顶点为母管与翅片的交点，母管半椭圆形的长轴为相邻两个翅片单元的间距，母管半椭圆形的短半轴为凹槽结构的深度。本实用新型专利技术能提高螺旋翅片管的抗积灰性能、换热效率和使用寿命。换热效率和使用寿命。换热效率和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种螺旋翅片管及省煤器


[0001]本技术涉及省煤器
，特别是涉及一种螺旋翅片管及省煤器。

技术介绍

[0002]省煤器是利用锅炉尾部烟气的热量加热锅炉给水的设备，具有节省燃料、改善汽包工作条件、降低锅炉造价等显著优点，是现代锅炉中不可缺少的换热设备。目前，已经开发的多种类型的省煤器，按结构形式可以分为：光管式、膜片管式、H鳍片式、螺旋肋片式等；按制造方法可以分为：焊接(高频焊接或钎焊)翅片管式和整体型翅片管(热轧成型)式等。
[0003]电站锅炉省煤器普遍存在积灰、换热效率低和磨损等问题，焊接式省煤器母管与翅片间的焊接缺陷导致以上问题尤为严重，而整体型螺旋翅片省煤器则是克服上述问题、代表未来主要技术发展方向的优势技术，已受到广泛关注。虞少芳专利技术了一种整体型螺旋翅片管以提高工业热量交换效率和使用寿命；朱言敏专利技术了一种整体挤压式矩形螺旋翅片管，翅片与基管间通过圆角过渡；黄玉仁专利技术了一种梯形截面整体型螺旋翅片管，翅片与基管间通过圆角过渡以提高自清洁性。徐杰等对零热阻整体梯形翅片管进行了细致综述，指出零热阻整体梯形翅片管的传热系数是H型翅片管传热系数的两倍，具有更好抗积灰特征；郭毅等对整体螺旋翅片管性能进行全面分析介绍；欧阳晓瑞等报道了整体型螺旋翅片管在省煤器改造工程的创新应用。目前整体型螺旋翅片管省煤器在工程实践中，仍面临着一系列技术挑战和关键难点问题。例如，整体型螺旋翅片管是省煤器的核心单元，螺旋翅片管的具体构型是影响积灰、使用寿命、换热效率的关键因素，这也是优化设计评估的前提，但是目前已有的构型结构不足以满足应用需求，限制了整体型螺旋翅片管在省煤器领域的广泛应用，已有构型结构的抗积灰性能、换热效率和使用寿命仍待提高。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种综合性能优异的螺旋翅片管及省煤器，以提高螺旋翅片管的抗积灰性能、换热效率和使用寿命。
[0005]为实现上述目的，本技术提供了如下方案：
[0006]一种螺旋翅片管，包括：母管和螺旋缠绕于母管壁的翅片；所述翅片包括多个首尾相接的翅片单元；相邻两个所述翅片单元之间的母管壁为凹槽结构。
[0007]所述螺旋翅片管的轴向截面为双椭圆形构型；所述轴向截面包括多个翅片截面和多个凹槽截面；所述翅片截面为翅片半椭圆形；所述凹槽截面为母管半椭圆形；所述翅片半椭圆形的顶点为所述母管与所述翅片的交点，所述翅片半椭圆形的长半轴为所述翅片的高，所述翅片半椭圆形的短轴为所述翅片的根部厚度；所述母管半椭圆形的顶点为所述母管与所述翅片的交点，所述母管半椭圆形的长轴为相邻两个翅片单元的间距，所述母管半椭圆形的短半轴为所述凹槽结构的深度。
[0008]可选的，所述螺旋翅片管一体成型。
[0009]可选的，所述螺旋翅片管采用螺旋热轧而成。
[0010]可选的，所述翅片半椭圆形和所述母管半椭圆形的顶点重合，所述翅片半椭圆形和所述母管半椭圆形的斜率相同。
[0011]本技术还提供了一种省煤器，包括：多个上述所述的螺旋翅片管；多个所述螺旋翅片管通过U型连通管首尾依次相接形成蛇形管单元；所述蛇形管单元的一端为进水口，所述蛇形管单元的另一端为出水口。
[0012]可选的，所述省煤器，还包括箱体；所述箱体包括上顶板、下底板、侧板和格栅板；
[0013]所述蛇形管单元中的螺旋翅片管设置在所述箱体内部；所述蛇形管单元中的U型连通管贯穿所述侧板延伸到所述箱体外部；所述蛇形管单元的进水口和出水口均贯穿所述侧板延伸到所述箱体外部；所述格栅板设置在所述箱体的前部；烟气经过所述格栅板进入所述箱体内，所述螺旋翅片管内部的水由所述蛇形管单元的进水口流向出水口。
[0014]可选的，所述箱体还包括双板式导流装置；所述双板式导流装置包括上导流板和下导流板；所述格栅板与所述上顶板的连接处通过转轴设置所述上导流板；所述格栅板与所述下底板的连接处通过转轴设置所述下导流板；所述上导流板和所述下导流板均通过对应的转轴为圆心实现圆形转动，以调节主气流的大小和方向；正常运行条件下，当使烟气经过所述格栅板进入所述箱体时，所述上导流板和所述下导流板均与所述格栅板垂直；清灰条件下，烟气经过所述格栅板进入所述箱体时，所述上导流板和所述下导流板均与所述格栅板成设定锐角。
[0015]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0016]本技术提出了一种螺旋翅片管及省煤器。该螺旋翅片管包括：母管和螺旋缠绕于母管壁的翅片；翅片包括多个首尾相接的翅片单元；相邻两个翅片单元之间的母管壁为凹槽结构；螺旋翅片管的轴向截面为双椭圆形构型；轴向截面包括多个翅片截面和多个凹槽截面；翅片截面为翅片半椭圆形；凹槽截面为母管半椭圆形。本技术设置的双椭圆形构型的螺旋翅片管，对横向烟气中的灰尘在翅片上的沉积具有很好的抑制作用，抗积灰性能好；半椭圆形的翅片顶部像一个蘑菇形防磨帽，盖在翅片主体上部，具有良好的抗磨损性能，能够提高使用寿命；翅片主体可以逼近最优构型的肋片(抛物线形、三角形和梯形肋等)构型具有良好的换热性能。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本技术实施例提供的螺旋翅片管的结构示意图；
[0019]图2为本技术实施例提供的螺旋翅片管的轴向剖视图；
[0020]图3为本技术实施例提供的椭圆形翅片结构与梯形翅片结构的对比图；
[0021]图4为本技术实施例提供的省煤器的结构示意图；
[0022]图5为本技术实施例提供的蛇形管单元的结构示意图；
[0023]图6为本技术实施例提供的双板式导流装置的结构示意图；
[0024]图7为本技术实施例提供的椭圆形截面翅片坐标系及螺旋形微元面图；
[0025]图8为本技术实施例提供的螺旋翅片管的轴向截面的尺寸图。
具体实施方式
[0026]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0027]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
[0028]本技术在传统螺旋翅片管传热、阻力性能评价指标基础上，提出了针对不同构型螺旋翅片管的抗积灰性能的获取和描述方法，发展了一种综合考虑不同构型螺旋翅片管传热、阻力和积灰性能的多指标耦合优化设计准则，基于此准则技术了一种综合性能优异的双椭圆构型的螺旋翅片管和省煤器。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种螺旋翅片管，其特征在于，包括：母管和螺旋缠绕于母管壁的翅片；所述翅片包括多个首尾相接的翅片单元；相邻两个所述翅片单元之间的母管壁为凹槽结构；所述螺旋翅片管的轴向截面为双椭圆形构型；所述轴向截面包括多个翅片截面和多个凹槽截面；所述翅片截面为翅片半椭圆形；所述凹槽截面为母管半椭圆形；所述翅片半椭圆形的顶点为所述母管与所述翅片的交点，所述翅片半椭圆形的长半轴为所述翅片的高，所述翅片半椭圆形的短轴为所述翅片的根部厚度；所述母管半椭圆形的顶点为所述母管与所述翅片的交点，所述母管半椭圆形的长轴为相邻两个翅片单元的间距，所述母管半椭圆形的短半轴为所述凹槽结构的深度。2.根据权利要求1所述的一种螺旋翅片管，其特征在于，所述螺旋翅片管一体成型。3.根据权利要求2所述的一种螺旋翅片管，其特征在于，所述螺旋翅片管采用螺旋热轧而成。4.根据权利要求1所述的一种螺旋翅片管，其特征在于，所述翅片半椭圆形和所述母管半椭圆形的顶点重合，所述翅片半椭圆形和所述母管半椭圆形的斜率相同。5.一种省煤器，其特征在于，包括：多个如权利要求1-4中任意一项所述的螺旋翅片管；多个所述螺旋翅片管通过U型连通管首尾依次相接形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：符泰然，辛成运，周托，黄玉仁，张建梅，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：