【技术实现步骤摘要】
本技术涉及刺刀管，具体是一种自支撑刺刀管及换热器。
技术介绍
1、目前开发余热资源面临许多挑战，如波动性、不稳定性、调峰能力不足等。其中，中低温余热（低于350℃）通常被认为是低品位能源，以水为工质的传统朗肯循环发电难以对余热进行有效的利用。相较于传统朗肯循环发电，有机朗肯循环发电利用低沸点有机物作为工质，将低品位能源转化为电能等高品位能源，其降低了对温度的要求，可提高发电效率及发电量。
2、有机朗肯循环发电过程中，需要利用换热器向有机工质提供热量，从而产生有机蒸气推动膨胀机/汽轮机旋转，带动发电机发电。其中，刺刀管式换热器打破了传统管壳式换热器内部管程工质的柱状流动状态，是一种高效换热器。
3、传统刺刀管换热器的自由端为悬臂式换热管，例如公布号为cn116007411a的中国专利申请中，公开了一种超高温高压刺刀管换热器，其刺刀管的外管设置在内管的外部，且外管与内管之间留有间隙，然而此类刺刀管在使用过程中一般是竖直放置，很难避免设备运行过程中高速流体运动导致的振动问题，尤其是刺刀管中的内管一般直径较小，容易因振动以及高温条件造成破坏变形，影响使用寿命。另外，沸腾换热系数要大于冷凝换热系数，传统刺刀管换热器在处理壳程蒸发-管程冷凝运行工况下的效率会降低。
技术实现思路
1、为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本技术提供一种自支撑刺刀管及换热器，能为刺刀管中的内管提供支撑防护作用，从而减少内管的振动和高温条件下的变形，保障换热效果和使用寿命。
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3、本技术公开一种自支撑刺刀管，包括外管和同轴设置在外管内的内管，二者之间设有环形间隙，还包括设置于环形间隙内并在换热过程中保持外管和内管同轴度的支撑件。支撑件沿环形间隙的径向延伸，且支撑件沿延伸方向设置有树状分叉结构。
4、作为上述方案的进一步改进，所述树状分叉结构具有多个分叉端。各个分叉端的外沿轮廓与其所接触的外管或内管相吻合，并在环形间隙内形成平行于环形间隙轴线的分散通道。
5、作为上述方案的进一步改进，所述支撑件沿自身延伸方向的两端或任意一端设置所述树状分叉结构。
6、作为上述方案的进一步改进，所述支撑件绕环形间隙的周向设置有间隔分布的多个。
7、和/或，所述支撑件沿环形间隙的轴向设置有间隔分布的多个。
8、作为上述方案的进一步改进，外管和内管中的一者与支撑件固定连接，另一者与支撑件接触但不固定。
9、或者，外管和内管均与支撑件固定连接。
10、作为上述方案的进一步改进，所述外管和/或所述内管与支撑件通过以下任意一种形式实现固定连接：一体成型、焊接及卡扣式连接。
11、作为上述方案的进一步改进，所述外管的一端为封闭端，另一端为开口端。内管的一端由外管的开口端伸入外管，并与外管的封闭端留有间距，进而使内管的腔道与环形间隙相连通。其中，内管的腔道远离所述封闭端的一端为蒸气入口，环形间隙远离封闭端的一端为冷凝出口。
12、本技术还公开一种换热器，包括壳体和设置在壳体内并用于向壳体内部的工质提供热量的刺刀管，刺刀管上述任意一种自支撑刺刀管。
13、作为上述方案的进一步改进，刺刀管设置有多组，且多组刺刀管的延伸方向均平行于壳体的延伸方向。
14、作为上述方案的进一步改进，换热器还包括用于安装在壳体内并用于固定刺刀管的格栅。
15、与现有技术相比，本技术的有益效果是：
16、1、本技术通过在刺刀管外管与内管的环形间隙设置支撑件，从而能够保持内管与外管的同轴度，并将支撑件的端部设为增大接触面积的树状分叉结构，树状分叉结构还能在内管产生径向载荷时提供缓冲作用，在换热过程中抵御内部换热介质以及外部有机工质流动的影响，减少振动和高温条件下的变形，从而保障了换热效果和使用寿命。在此基础上，支撑件及其树状分叉还能在环形间隙中强化扰流作用，从而提升壳程蒸发-管程冷凝运行效率。
17、2、本技术可根据实际的应用需求，适应性地设置支撑件沿周向及轴向上的排布方式和数量，还可以设置支撑件在环形间隙的连接对象以及连接方式，从而降低刺刀管及换热器的拆装难度，调节支撑件的支撑效果，保障支撑件的兼容性和通用性。
18、3、本技术的换热器通过应用上述支撑件，其部分有益效果与上述刺刀管的效果相同。在此基础上，通过在换热壳程内设置用于固定刺刀管外管的格栅，从而可减少外管的振动和变形，进一步保障了换热效果和使用寿命。
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1.一种自支撑刺刀管，包括外管（101）和同轴设置在外管（101）内的内管（102），二者之间设有环形间隙（103），其特征在于，还包括设置于环形间隙（103）内并在换热过程中保持外管（101）和内管（102）同轴度的支撑件（104）；支撑件（104）沿环形间隙（103）的径向延伸，且支撑件（104）沿延伸方向设置有树状分叉结构（1040）。
2.根据权利要求1所述的一种自支撑刺刀管，其特征在于，所述树状分叉结构（1040）具有多个分叉端（10401）；各个分叉端（10401）的外沿轮廓与其所接触的外管（101）或内管（102）相吻合，并在环形间隙（103）内形成平行于环形间隙（103）轴线的分散通道。
3.根据权利要求2所述的一种自支撑刺刀管，其特征在于，所述支撑件（104）沿自身延伸方向的两端或任意一端设置所述树状分叉结构（1040）。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种自支撑刺刀管，其特征在于，所述支撑件（104）绕环形间隙（103）的周向设置有间隔分布的多个；
5.根据权利要求1至3任一项所述的一种自支撑刺刀管，其特征在
6.根据权利要求5所述的一种自支撑刺刀管，其特征在于，所述外管（101）和/或所述内管（102）与支撑件（104）通过以下任意一种形式实现固定连接：一体成型、焊接及卡扣式连接。
7.根据权利要求1所述的一种自支撑刺刀管，其特征在于，所述外管（101）的一端为封闭端（1010），另一端为开口端；内管（102）的一端由外管（101）的开口端伸入外管（101），并与外管（101）的封闭端（1010）留有间距，进而使内管（102）的腔道与环形间隙（103）相连通；其中，内管（102）的腔道远离所述封闭端（1010）的一端为蒸气入口（105），环形间隙（103）远离封闭端（1010）的一端为冷凝出口（106）。
8.一种换热器，包括壳体（20）和设置在壳体（20）内并用于向壳体（20）内部的工质提供热量的刺刀管（10），其特征在于，刺刀管（10）采用权利6至7任一项所述的一种自支撑刺刀管。
9.根据权利要求8所述的换热器，其特征在于，刺刀管（10）设置有多组，且多组刺刀管（10）的延伸方向均平行于壳体（20）的延伸方向。
10.根据权利要求9所述的换热器，其特征在于，还包括用于安装在壳体（20）内并用于固定刺刀管（10）中外管（101）的格栅（301）。
...【技术特征摘要】
1.一种自支撑刺刀管，包括外管（101）和同轴设置在外管（101）内的内管（102），二者之间设有环形间隙（103），其特征在于，还包括设置于环形间隙（103）内并在换热过程中保持外管（101）和内管（102）同轴度的支撑件（104）；支撑件（104）沿环形间隙（103）的径向延伸，且支撑件（104）沿延伸方向设置有树状分叉结构（1040）。
2.根据权利要求1所述的一种自支撑刺刀管，其特征在于，所述树状分叉结构（1040）具有多个分叉端（10401）；各个分叉端（10401）的外沿轮廓与其所接触的外管（101）或内管（102）相吻合，并在环形间隙（103）内形成平行于环形间隙（103）轴线的分散通道。
3.根据权利要求2所述的一种自支撑刺刀管，其特征在于，所述支撑件（104）沿自身延伸方向的两端或任意一端设置所述树状分叉结构（1040）。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种自支撑刺刀管，其特征在于，所述支撑件（104）绕环形间隙（103）的周向设置有间隔分布的多个；
5.根据权利要求1至3任一项所述的一种自支撑刺刀管，其特征在于，外管（101）和内管（102）中的一者与支撑件（104）固定连接，另一者与支撑件（104）接触但不固定；
<...【专利技术属性】
技术研发人员：王严冬，程沛，陈永东，邓靜，吴晓红，韩冰川，夏春杰，耿永丰，李超，姚志燕，
申请(专利权)人：合肥通用机械研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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