翅片形径向换热管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种翅片形径向换热管，包括内、外管，内管内部通有水，内、外管之间设有工质，外管外壁上还缠绕有沿轴向连续分布的齿形螺旋翅片。通过该齿形螺旋翅片，能够进一步提高对流传热系数，通过翅片上的锯齿形结构不仅具有扰动气流、阻止边界层发展的作用，而且还能使流经它的气流产生局部涡流，将流动状态由层流提前过渡到湍流，使翅片表面的传热得以增强，从而大大增强了径向换热管的整体换热效果，从而有利于减少换热管用量的情况下，满足预热器的有效换热需求。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及换热管，更具体地说，涉及一种翅片形径向换热管。
技术介绍
从焦炉中推出的红焦处于1000°C红热状态，其熄焦方法有湿法和干法两种。湿法熄焦是采用水把红焦熄灭的方法。干法熄焦就是用惰性气体冷却红焦，并吸收红焦中大部分湿热后进入余热锅炉产生蒸汽。干法熄焦的主要优点是环保，能利用红热焦炭热量的80%，并且改善焦炭的质量。干熄焦工艺流程见图I所示红焦经过炉顶装入装置落入干熄炉I内，与由下至上流动的惰性气体热交换后被冷却到250°C，然后下排到运焦皮带上；惰性气体经风机鼓入干熄炉I冷却焦炭后，经环形集气道进入一次除尘器2除尘，然后以850°C左右的高温进入锅炉3与锅炉炉管换热降到160°C以下，经二次除尘器4除尘后，由循环风机5鼓入干熄炉I内循环使用。为进一步提升干熄焦的生产能力，国内2000年以后新建的干熄焦都在循环风机5出口处设置纯水预热器10(循环风机5和干熄炉I之间)，对循环烟气进行二次降温，不仅可以提高焦炭产量，而且可以降低锅炉3给水除氧的蒸汽消耗。请结合图2所示，该预热器10为落地式，其壳体11 一般呈上下端水平进出惰性气体的圆柱形或长方体形，高达十几米，结构庞大，采用的径向换热管12多达几千根，占地面积多。请结合图3、图4所示，目前常见的径向换热管12—般是由同轴心的内、外管121、122套接而成，在内管121内部通水，内、外管121、122之间设有液体工质123，并且在内、夕卜管121、122之间还设置了吸液芯124，吸液芯124起到类似毛细管的作用，通过提升和输送工作介质的功能来增强换热效果。径向换热管12是在其径向上实现热量传递的沸腾、其冷凝过程见图5 :即通过径向换热管的外管122不断从外界吸收热量，热量进入管内后，一部分通过下部工质123沸腾将热量带走，另外一部分被上升的蒸汽吸收，饱和蒸汽以对流的形式吸收热量成为过热蒸汽，过热蒸汽在内管121壁冷凝放热，将热量传给内管121，最后经内管121中的冷却水将热量带走，同时冷凝后的工质123再回流到下部进行再蒸发，如此反复，实现热量的不断被传递。然而，设置了吸液芯124后焊缝增加较多，使制造难度加大、成本增加，并且吸液芯124增大了换热管的径向热阻，在一定程度上影响了热传输能力。另外，吸液芯124的结构还不能大幅度调节壁温，因为这种结构只是在热管路中串联了几个很小的热管内热阻(内热阻仅占总热阻的10% 20% )，所以调节壁温的能力仍然有限。目前，有些原设计无预热器的且在用的干熄焦装置，在循环风机5和干熄炉I之间的空间非常狭小，根本无法安装任何设备。而在循环风机5和二次除尘器4之间，仅有段三米左右的烟气管路可以利用。如若采用上述常见的落地式干熄焦预热器10，即没有足够的吊运通道和安装位置，而且预热器10的气体阻力太大，对现有干熄焦工艺将产生致命的影响。因此，对于现有干熄焦装置的烟气二次降温的改造，不但需要对预热器的壳体进行重新设计，以满足安装空间需求，而且还需要对换热管进行重新设计，在减少换热管用量的情况下，切实有效地提高其传热效率。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述缺点，本技术的目的是提供一种翅片形径向换热管，能够有效提高其传热效率。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案该翅片形径向换热管设于预热器壳体内，包括内、外管，内管内部通有水，内、外管之间设有工质，所述的外管外壁上还缠绕有沿轴向连续分布的螺旋翅片，并且在螺旋翅片的圆周上均匀开有数条沿轴向分布的凹形齿槽，使每个翅片的径向圆周呈锯齿状结构。 所述的翅片高度为外管直径的O. 2 O. 25，翅片间距为12 15mm，翅片厚度为I L 5mm。所述的翅片的齿高为翅高的O. 5 O. 65，齿宽为4 6mm。所述的螺旋翅片通过高频电焊与外管外壁相连接固定。所述的外管外壁及螺旋翅片表面均设有防腐涂层。在上述技术方案中，本技术的翅片形径向换热管包括内、外管，内管内部通有水，内、外管之间设有工质，外管外壁上还缠绕有沿轴向连续分布的齿形螺旋翅片。通过该齿形螺旋翅片，能够进一步提高对流传热系数，通过翅片上的锯齿形结构不仅具有扰动气流、阻止边界层发展的作用，而且还能使流经它的气流产生局部涡流，将流动状态由层流提前过渡到湍流，使翅片表面的传热得以增强，从而大大增强了径向换热管的整体换热效果，从而有利于减少换热管用量的情况下，满足预热器的有效换热需求。附图说明图I是现有技术的干熄焦工艺原理图；图2是现有技术的干熄焦预热器的结构图；图3是现有技术的同心径向换热管的轴向剖视图；图4是现有技术的同心径向换热管的径向剖视图；图5是径向换热管的径向换热原理图；图6是本技术的翅片形换热管的径向剖视图；图7是本技术的翅片形换热管的轴向剖视图。具体实施方式以下结合附图和实施例进一步说明本技术的技术方案。请参阅图6 图7所示，本技术的翅片形径向换热管22与现有技术相同的是，同样也设于预热器壳体内，包括内、外管221、222，内管221内部通有水，内、外管221、222之间设有工质223。不同的是，所述的外管222外壁上还缠绕有沿轴向连续分布的螺旋翅片224，并且在螺旋翅片224的圆周上均匀开有数条沿轴向分布的凹形齿槽225，使每个翅片224的径向圆周呈锯齿状结构。经过反复计算和多次试验，将所述的翅片224高度h I设计为外管222直径D的O. 2 O. 25 (图7中的d为内管221直径)，翅片224间距LI设计为12 15mm，翅片224厚度设计为I I. 5mm。并且将所述的翅片224的齿高h2设计为翅高hi的O. 5 O. 65，齿宽L2设计为4 6mm。如此的齿形螺旋翅片224换热管能够进一步提高对流传热系数，其传热效率高于一般整体型螺旋翅片，更是远高于与现有常见的无翅片的换热管12。这是因为，通过翅片224表面上的锯齿形结构不仅具有扰动气流、阻止边界层发展的作用，而且还能使流经它的气流产生局部涡流，将流动状态由层流提前过渡到湍流，使翅片224表面的传热得以增强。在制作过程中，可通过高频电焊将上述齿形螺旋翅片224与外管222外壁相连接固定。同时，合理的翅片224间距等尺寸设计，也使得管壁温度远远大于露点温度，从而有效地防止正常工况下换热管受热面露点腐蚀的发生。另夕卜，在所述的外管222外壁及螺旋翅片224表面均设有防腐涂层，该防腐涂层可采用热浸渗铝工艺实现。通过该防腐涂层，能够进一步提高其防腐性能，极大地延长了其使用寿命。综上所述，采用本技术的径向换热管22，其具有传热效果好、加工方便、防腐、耐磨、抗氧化性佳等优点，与现有的同心径向换热管12相比，其能够在使用量远小于前者的情况下，达到或超过前者的传热效果，从而完全能够满足体积紧凑型预热器的匹配使用及换热要求，尤其适于对现有干熄焦装置的在循环风机5进口处烟道上安装预热器的烟气二次降温改造。本
中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本技术，而并非用作为对本技术的限定，只要在本技术的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本技术的权利要求书范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种翅片形径向换热管，设于预热器壳体内，包括内、外管，内管内部通有水，内、夕卜管之间设有工质，其特征在于 所述的外管外壁上还缠绕有沿轴向连续分布的螺旋翅片，并且在螺旋翅片的圆周上均匀开有数条沿轴向分布的凹形齿槽，使每个翅片的径向圆周呈锯齿状结构。2.如权利要求I所述的翅片形径向换热管，其特征在于 所述的翅片高度为外管直径的O. 2 O. 25，翅片间距为...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨红梅，王伟民，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：