專利名稱：直通式雙旋流套管換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及換熱技術(shù)，尤其是一項(xiàng)以直通式雙旋流套管作換熱元件而實(shí)現(xiàn)高效低阻換熱的新型金屬換熱器，供工業(yè)爐窯回收利用煙氣余熱使用。
金屬換熱器是工業(yè)爐窯使用的節(jié)能裝置，依據(jù)主導(dǎo)傳熱方式不同分為輻射換熱器和對(duì)流換熱器二大類型，煙氣溫度高于1000℃時(shí)用輻射換熱器，低于1000℃時(shí)用對(duì)流換熱器。
工業(yè)爐窯節(jié)能意義重大，要求愈來愈高，促使金屬換熱器已成為工業(yè)爐窯不可缺少的配套裝置，而其技術(shù)性能也要不斷的有所提高，才能取得更大的節(jié)能效果。所以，近些年來相繼產(chǎn)生了多種新型金屬換熱器。但是從煙氣余熱回收率和空氣予熱溫度等指標(biāo)來看，已有的金屬換熱器都遠(yuǎn)未達(dá)到要求，差距仍然較大，故此目前仍需努力作出新的改進(jìn)，大幅度提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能，以滿足使節(jié)能水平日益增高的需要。
對(duì)流換熱器幾乎全部采用逆流換熱，目前使用情況是入口煙溫多為600～800℃，而空氣予熱溫度只有400℃左右，很少達(dá)到500℃，即使入口煙溫超過900℃，也未能突破600℃，至使出口煙溫仍在300～400℃之間，余熱回收率低于60％。所以對(duì)流換熱器的改進(jìn)主要還是提高換熱性能，即提高予熱溫度，使入口處溫度差降低到250～150℃(煙溫高時(shí)取上限，低時(shí)取下限)讓余熱回收率達(dá)到60％以上，溫度效率超過70％。近些年來出現(xiàn)的各種新型對(duì)流換熱器，在換熱性能上未能取得突破性的進(jìn)展，究其原因乃是未從根本上改變換熱流動(dòng)方式所至。所以，欲使對(duì)流換熱器的改進(jìn)卓有成效，必須以改變換熱流動(dòng)方式為主，使煙氣側(cè)和空氣側(cè)的傳熱系數(shù)在流動(dòng)阻力得到合理分配的條件下，同時(shí)有大的增加，才能使換熱性能達(dá)到前面所提出的高水平要求。
輻射換熱器多為順流換熱，煙氣在內(nèi)筒中低速向上流動(dòng)，空氣在內(nèi)外筒間的環(huán)縫中高速向上流動(dòng)。煙氣在內(nèi)筒中依靠絕對(duì)溫度4次方差的優(yōu)勢(shì)，以很大的輻射熱流將熱量傳給內(nèi)筒壁，溫度隨之快速變化，流經(jīng)4米左右高度即下降到約900℃，而失去輻射傳熱優(yōu)勢(shì)。所以輻射換熱器余熱回收率一直低于20％，出口煙溫高于800℃，空氣予熱溫度只有200～300℃。輻射換熱器的其他缺點(diǎn)是，環(huán)縫中空氣流速一般為20～30Nm/s，阻力損失高達(dá)5000～9000Pa；內(nèi)筒雖然用1Cr18Ni9ti或Cr25Ni2O耐熱鋼制造，實(shí)際使用中煙氣入口端被燒壞還是常有發(fā)生。為提高輻射換熱器余熱回收率，已出現(xiàn)幾種輻射加對(duì)流的組合式換熱器，其方案是根據(jù)煙氣溫度及傳熱機(jī)理的變化，順理成章而構(gòu)思的，基本上是輻射換熱器同對(duì)流換熱器的串聯(lián)相接，不僅二者缺點(diǎn)依然存在，而且總體結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，制作難度大，設(shè)備造價(jià)高。使輻射換熱器取得大的改進(jìn)，必須重新創(chuàng)造一種適合回收高溫?zé)煔庥酂岬男滦徒饘贀Q熱器，這種創(chuàng)造需要對(duì)高溫?zé)煔膺x定新的傳熱方式，而不能只強(qiáng)調(diào)輻射傳熱。
按以上所述，對(duì)金屬換熱器作出重大改進(jìn)，無論是對(duì)流換熱器，還是輻射換熱器，都應(yīng)該采取新的換熱流動(dòng)方式，而且結(jié)構(gòu)形式二者要統(tǒng)一，不必按煙氣溫度高低分成二種不同的換熱器，使創(chuàng)造的新型換熱器具有極大的通用性。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，特設(shè)計(jì)了本實(shí)用新型，即直通式雙旋流套管換熱器，對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能說明如下；1、直通式雙旋流套管換熱器結(jié)構(gòu)直通式雙旋流套管換熱器的換熱元件，是直通式雙旋流套管，如


圖1所示，該元件主要用由三根園管制作的管件同心相套而成，其中1是內(nèi)旋流管，2是外旋流管，3是外套管。內(nèi)旋流管1和外旋流管2的外管壁上各焊有螺旋葉片，相套后分別構(gòu)成內(nèi)旋流腔4和外旋流腔5。內(nèi)旋流管1二端封閉，中間不走氣體。外旋流管2和外套管3二端不封閉，規(guī)定煙氣在內(nèi)旋流腔4中流動(dòng)，由下端進(jìn)入上端流出，形成內(nèi)旋流；空氣在外旋流腔5中流動(dòng)，由上端進(jìn)入下端流出或下端進(jìn)入上端流出，形成外旋流。由于內(nèi)旋流和外旋流各為上下直通，故取名為直通式雙旋流套管。內(nèi)旋流同外旋流通過外旋流管2的管壁進(jìn)行換熱，根據(jù)內(nèi)、外旋流流動(dòng)方向是否相同，組成順流式換熱或逆流式換熱，但以逆流式換熱為主。
直通式雙旋流套管換熱器的總體結(jié)構(gòu)，是由直通式雙旋流套管構(gòu)成的管束體，如圖3所示，但是有二個(gè)特點(diǎn)一是沒有氣體在管束中通過，管束是最大程度的密排列，圖3中A-A示出了排列的橫斷面，其中d為外套管3的外徑，δ(可取5mm)是為焊縫所留的間隙；二是水平方向沒有多行程，換熱過程只在高度上的一個(gè)行程內(nèi)完成，煙氣和空氣都沒有換程流動(dòng)，完全去掉了行程間的局部阻力損失。在圖3中，各外旋流管2的下端口與煙氣下孔板6相焊接，開口直接對(duì)著煙道，接受煙氣進(jìn)入內(nèi)旋流腔4，成為向上流動(dòng)的內(nèi)旋流；各外旋流管2的上端口與煙氣上孔板7相焊接，開口對(duì)著煙氣匯流箱8，使各內(nèi)旋流腔4流出的煙氣匯合后流入排煙管道。煙氣上孔板7周邊與膨脹圈9相連，可以垂直移動(dòng)，補(bǔ)償外旋流管2的熱膨脹。外套管3下端口與空氣下孔板10相焊接，空氣下孔板10與煙氣下孔板6之同有一距離，構(gòu)成空氣匯流箱11，各外旋流腔5流出的熱空氣于此匯合流入熱風(fēng)管道。外套管3上端口與空氣上孔板12相焊接，空氣上孔板12與煙氣上孔板7之間為空氣配流箱13，冷風(fēng)管道送入的冷空氣于此處流入各外旋流腔5，形成由上而下的外旋流?？諝馍峡装?2周邊同膨脹圈14相連，補(bǔ)償外套管3的熱膨脹。整個(gè)管束體裝在外圍筒15內(nèi)，外圍筒15二端焊有法蘭16和17，用于設(shè)備安裝或加裝檢修蓋板18，由此可知，本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，外型規(guī)整利落，內(nèi)部主要是長(zhǎng)的園形管體的穿插和焊接，很容易制作。
圖3及以上所述是按用地下煙道排煙考慮的，如果爐窯采用架空煙道上排煙，只需將圖3所示換熱器反向安裝即可，此時(shí)因排煙機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)都設(shè)在地面，排煙及空氣管路將更為簡(jiǎn)單。
2.直通式雙旋流套管換熱器性能1)對(duì)流換熱和阻力損失傳熱系數(shù)大小主要取決于熱阻，對(duì)流換熱的熱阻附面層所占比例最大，僅層流底層的熱阻就高達(dá)80％。強(qiáng)化對(duì)流換熱，必須使增加的能量或阻力損失大部分用于減薄或沖破附面層，才能顯著降低熱阻和提高傳熱系數(shù)，這是所謂高效低阻的關(guān)鍵所在，直通式雙旋流套管換熱器即是按此原則設(shè)計(jì)的。內(nèi)旋流腔4是由內(nèi)、外旋流管1和2相套圍成的螺旋形通道，斷面呈矩形，軸線方向長(zhǎng)度與外旋流管2相同，中間沒有間斷，內(nèi)旋流在流動(dòng)中沒有急轉(zhuǎn)彎、突然擴(kuò)漲或收縮、與固定表面碰撞或脫離等，始終保持與螺旋葉片相平行的流向，不論流速高低，都是穩(wěn)定連續(xù)流，因而沒有局部阻力損失，除保證流量需要的動(dòng)能外，阻力損失主要是破碎和減薄附面層的直接消耗，即通過旋轉(zhuǎn)離心力對(duì)氣團(tuán)作功，使氣團(tuán)獲得徑向加速度沖入附面層，起到擾動(dòng)破碎作用。與此同時(shí)，在矩形斷面的整個(gè)高度上，附面層界面處主氣流質(zhì)點(diǎn)的切向速度都是數(shù)值最高和方向指向附面層，形同刮刀一樣切入，將附面層剝離刮薄。內(nèi)旋流流速愈高，破碎和減薄附面層的作用愈強(qiáng)，可取為8～10Nm/s，此時(shí)阻力損失約為600～1000Pa，需采用排煙機(jī)排煙。另外，內(nèi)旋流管1，與一字形扭帶插件類似，但是其管芯可以是分段采用不同的直徑，如圖2所示，隨著煙氣溫度降低而適當(dāng)加大直徑，用于提高流速，保持對(duì)流熱流不減小，也是一種強(qiáng)化作用，所以內(nèi)旋流管1的具體結(jié)構(gòu)特征，是一種分段(1～5段)變徑的全程螺旋葉片管。
外旋流腔5中外旋流流動(dòng)情況與內(nèi)旋流相同，但是外旋流是從外旋流管2的外壁獲取熱量，為降低熱阻該壁上的附面層也要減薄，然而機(jī)理有所不同，因?yàn)樾麟x心力的作用是使氣團(tuán)脫離附面層，在附面層界面處主氣流質(zhì)點(diǎn)的切向速度數(shù)值較小，而且方向指向主氣流，在氣團(tuán)或流股脫離附面層時(shí)，產(chǎn)生的旋渦使附面層紊動(dòng)而變薄。減薄附面層，必須強(qiáng)化產(chǎn)生旋渦紊動(dòng)，為此要提高旋流速度加大離心力，同時(shí)對(duì)壁面還要進(jìn)行粗糙加工，讓壁面突出部分不斷劃破附面層，大量產(chǎn)生細(xì)碎的氣團(tuán)。在外旋流腔5中，螺旋葉片還起著擴(kuò)展傳熱面的作用，要適當(dāng)縮小螺距，增加葉片面積。總之，外旋流是靠增加傳熱面積和增大附面層摩擦阻力來降低熱阻的，與內(nèi)旋流相比，阻力損失較大，但是由于流動(dòng)中沒有局部阻力損失，因而同樣具有高效低阻特征，外旋流流速取為10～14Nm/s，阻力損失約為1000Pa。
上述指出，本實(shí)用新型由于沒有換程局部阻力損失，而將一般對(duì)流換熱器中占空氣側(cè)總阻損50％的無效阻力損失轉(zhuǎn)給了煙氣側(cè)，成為強(qiáng)化煙氣傳熱的有效阻力損失，煙氣側(cè)和空氣側(cè)，即內(nèi)旋流和外旋流的有效阻力損失，又以破碎和減薄附面層的直接消耗為主，已接近不能再減少的下限值?？偟膭?dòng)力消耗大致未變，綜合傳熱系數(shù)卻大有增加，由此來達(dá)到高效低阻目標(biāo)。這是阻力損失合理分配的結(jié)果，只有使用直通式雙旋流套管進(jìn)行單行程換熱，才能做到這一點(diǎn)。
2)輻射傳熱輻射傳熱能力與絕對(duì)溫度4次方成正比，所以煙溫高于1000℃時(shí)多強(qiáng)調(diào)使用輻射傳熱，在直通式雙旋流套管內(nèi)則不然，煙溫高于1000℃時(shí)是輻射與對(duì)流并重，低于1000℃時(shí)輻射能力減弱，直接在旋流腔內(nèi)變成以對(duì)流傳熱為主。內(nèi)旋流腔4相當(dāng)于無限長(zhǎng)的矩形斷面管，當(dāng)量直徑小，平均射線長(zhǎng)度也小，與一般輻射換熱器相比，煙氣黑度減小60％多，輻射熱流也隨之同樣減小，因而輻射傳熱被減弱，但是高溫?zé)煔庖婚_始就有高的流速，使對(duì)流傳熱得到強(qiáng)化，起到彌補(bǔ)作用，所以輻射與對(duì)流同時(shí)并重。這樣可對(duì)換熱壁面起到保護(hù)作用，當(dāng)煙氣溫度突然升高時(shí)，不會(huì)因?yàn)檩椛錈崃黧E增而將管壁燒壞，降低了對(duì)高溫?zé)煔獗仨毷褂脙?yōu)質(zhì)耐熱鋼的要求。當(dāng)用n個(gè)內(nèi)旋流腔4的當(dāng)量直徑為d的直通式雙旋流套管，代替一個(gè)內(nèi)筒直徑為D的輻射換熱器時(shí)，經(jīng)推導(dǎo)可得出內(nèi)旋流腔輻射換熱總面積Fd與輻射換熱器換熱面積FD之間的關(guān)系式為Fd=FDnWDWd,]]>式中Wd和WD分別為煙氣在內(nèi)旋流腔4和輻射換熱器中的流速。一般可有WD/Wd=13~1u,]]>n＝700～1300，則nWDWd=46~72,]]>即直通式雙旋流套管換熱器在煙氣流量相同而煙氣流速增大3～4倍時(shí)，可進(jìn)行輻射傳熱的換熱面積是一般輻射換熱器的46～72倍。換熱面積增加的倍數(shù)遠(yuǎn)超過煙氣黑度及導(dǎo)來輻射系數(shù)減少的倍數(shù)，所以直通式雙旋流套管換熱器用于高溫?zé)煔鈺r(shí)，輻射熱流雖然減少，輻射傳熱量卻大有增加，這一十分有利的特點(diǎn)是在將輻射傳熱和對(duì)流傳熱統(tǒng)一在同一旋流腔內(nèi)得到的。這樣一來，不論是高溫?zé)煔?，中溫?zé)煔?，還是低溫?zé)煔?，其余熱都可以使用同樣結(jié)構(gòu)的直通式雙旋流套管換熱器進(jìn)行回收利用，僅是換熱元件的數(shù)量、長(zhǎng)度及材質(zhì)隨煙氣流量和入口溫度不同而有變化。對(duì)于高溫?zé)煔?，由于有輻射熱流小的護(hù)壁作用，可采用全逆流換熱方式將空氣予熱到600～700℃，對(duì)管件的金屬材質(zhì)還可以適當(dāng)降低要求。另外，圖3所示以直通式雙旋流套管為換熱元件的結(jié)構(gòu)形式，允許和有利于將內(nèi)旋流管1和外旋流管2改成SiC質(zhì)異型管，不僅耐高溫，而且導(dǎo)熱性好，可將空氣予熱到700～900℃，溫度效率超過70％。
關(guān)于輻射傳熱，壁面的中間作用可使其得到強(qiáng)化。內(nèi)旋流管1除構(gòu)成內(nèi)旋流腔4外，其表面被內(nèi)旋流煙氣加熱，具有零熱面性質(zhì)，表面溫度高于外旋流管2內(nèi)壁溫度，因而可對(duì)外旋流管2進(jìn)行輻射傳熱，增加了傳熱量。在外旋流腔5內(nèi)，外旋流管2外壁溫度比外套管3內(nèi)壁溫度高，外旋流管2以輻射方式對(duì)外套管3傳熱，外套管3再以對(duì)流方式將所獲熱量傳給空氣，這種中間作用也在很大程度上強(qiáng)化了對(duì)空氣的傳熱。
3)單位體積換熱面積直通式雙旋流套管橫斷面要設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)尺寸，長(zhǎng)度按所需要的換熱面積來確定。按實(shí)施例，取內(nèi)旋流管1、外旋流管2和外套管3分別用Φ10×2、Φ34×2和Φ56×2無縫鋼管制作，焊縫間隙δ＝5mm，則算得單位體積換熱面積為41m2/m3，計(jì)算中考慮了管壁面粗糙加工所增加的面積，如果再將中間(非接觸式擴(kuò)展傳熱面)的傳熱作用也折算成是換熱面積的增加，上面計(jì)算結(jié)果大致要增加到62m2/m3，是鋼管插件換熱器的2～3倍。雖然不如雙面針狀換熱器增加的倍數(shù)大，但是與鋼管插件換熱器相比，換熱元件所占體積也減少50％以上，而且是在不增加總阻力損失條件下達(dá)到的。從設(shè)備總體考慮，由于沒有換程風(fēng)箱，與鋼管插件等多行程換熱器比較，設(shè)備總體積將減少40～60％。
提高單位體積換熱面積措施是否得當(dāng)，還要用單位換熱面積金屬使用量Gh來衡量。直通式雙旋流套管使用三層套管，Gh必然銀大，按上實(shí)施例每米長(zhǎng)的重量為27.7kg/m。取予熱空氣量為10000Nm3/h，在換熱元件中空氣流速為12Nm/s，可算得需直通式雙旋流套管為256根。如改用鋼管插件換熱器，管子數(shù)量相同，計(jì)算鋼管尺寸為Φ38×2，屬正常使用規(guī)格，具有可比性，其單重為1.78kg/m平均換熱面積為0.113m2/m，故有Gh＝1.78/0.113＝15.7kg/m2，將上下風(fēng)箱重量考慮在內(nèi)，Gh至少要增加一倍，達(dá)到31.4kg/m2。二相比較可見，直通式雙旋流套管由于本體換熱面積大，總體結(jié)構(gòu)不需要換程風(fēng)箱，而使每米行程內(nèi)單位換熱面積的金屬使用量不但沒有增加，還有減小，不存在嚴(yán)重超量問題。
4)實(shí)用性直通式雙旋流套管換熱器在實(shí)用方面具有以下特點(diǎn)(1)煙氣適應(yīng)性強(qiáng) 爐窯排出的煙氣多數(shù)含有煙塵，燃煤爐窯最嚴(yán)重。煙氣通過管束體時(shí)，由于流速低及管壁碰撞，總是產(chǎn)生積灰和結(jié)垢，影響了換熱性能的穩(wěn)定，雙面針狀和片狀管換熱器更易堵塞而不得長(zhǎng)期使用。煙氣在直通式雙旋流套管中通過，情況大不相同，首先內(nèi)旋流腔4從入口到出口整個(gè)流程中只有沖刷壁面，沒有碰撞壁面，煙塵無處沉積和結(jié)垢。其次煙氣流速為8～10Nm/s，遠(yuǎn)大于煙塵的攜帶速度，進(jìn)入旋流腔必被帶出，無法沉積堵塞。所以，直通式旋流套管換熱器對(duì)煙氣有較強(qiáng)的適應(yīng)性，對(duì)含塵煙氣也可以使用，通道沒有積灰堵塞，換熱性能不受影響。
(2)制造簡(jiǎn)單換熱器是非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，制造工藝是否簡(jiǎn)單對(duì)造價(jià)和質(zhì)量有很大影響。鋼管插件換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制作、普遍樂于采用。直通式雙旋流套管換熱器也具有同樣特點(diǎn)，其換熱元件看來復(fù)雜，實(shí)際上是無縫管相套面成，螺旋葉片用專用設(shè)備焊接，葉片高度和螺距可調(diào)，尺寸準(zhǔn)確速度快，適合批量生產(chǎn)，相套時(shí)自由插入、自動(dòng)定位，整體組裝也是換熱元件的穿插和焊接，與鋼管插件換熱器基本相同。另外，當(dāng)余熱回收量較大時(shí)，鋼管插件換熱器需要采用多行程，體積龐大，必須分體運(yùn)輸?shù)绞褂矛F(xiàn)場(chǎng)，結(jié)合安裝進(jìn)行行程間的連接，過程復(fù)雜麻煩。直通式雙旋流套管換熱器不論能力大小都是單行程結(jié)構(gòu)，橫斷面小，外形是長(zhǎng)園筒狀，運(yùn)輸簡(jiǎn)便，組裝在制造廠內(nèi)一次完成，無需延伸到使用廠。這一特點(diǎn)更是各種多行程結(jié)構(gòu)換熱器所不及。
以上對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和換熱性能等作了說明，從中可見其主要優(yōu)點(diǎn)有以下各項(xiàng)1、煙氣和空氣二側(cè)同時(shí)利用連續(xù)的旋轉(zhuǎn)氣流破碎和減簿附面層，使傳熱過程得到強(qiáng)化，綜合傳熱系數(shù)變化幅度大，可提高到70W/m2.c，高效換熱效果明顯。
2、煙氣和空氣在各自旋流腔內(nèi)通過時(shí)，除保持流量所需要的動(dòng)能外，阻力損失主要是破碎和減簿附面層的直接消耗，沒有其他局部阻力損失，已接近不能再降低的下限值，是最大程度的實(shí)現(xiàn)了低阻高效要求。
3、總體結(jié)構(gòu)是布管密度已達(dá)最高值的密排列單行程管束體，煙氣和空氣都在換熱元件內(nèi)部通過，而換熱元件是三重鋼管相套且有螺旋葉片，接觸和非接觸擴(kuò)展傳熱面占有很大比例，這些結(jié)構(gòu)因素促成管束體單位體積換熱面積大有增加，已達(dá)到60m2/m3左右，是鋼管插件換熱器的二倍多，而設(shè)備總體積將減少40～60％。
4、上列三項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)的共同效果，是在無需擴(kuò)大行程數(shù)和過多增加阻力損失條件下，對(duì)各種溫度的煙氣來說，都可以實(shí)現(xiàn)高溫予熱和提高余熱回收率。
5、密排列單行程管束體結(jié)構(gòu)，使單位換熱面積金屬使用量不但沒有增加，還略有減少，加工制作也簡(jiǎn)單易行，總體組裝一次完成。設(shè)備造價(jià)低。
6、實(shí)用性強(qiáng)，不論煙氣溫度高低，不論煙氣是否含塵，都可以直接使用，而且性能穩(wěn)定，不易燒壞和堵塞。
權(quán)利要求1.一種直通式雙旋流套管換熱器，其特征在于該換熱器是用直通式雙旋流套管作換熱元件，使之按最大程度密排列構(gòu)成的單行程換熱器。在該換熱器的總體結(jié)構(gòu)中，各換熱元件的外旋流管2的下端口與煙氣下孔板6相焊接，開口直接對(duì)著煙道，上端口與煙氣上孔板7相焊接，開口對(duì)著煙氣匯流箱8，煙氣上孔板7周邊與膨脹圈9相連。各換熱元件的外套管3下端口與空氣下孔板10相焊接，上端口與空氣上孔板12相焊接。空氣下孔板10與煙氣下孔板6之間為空氣匯流箱11，空氣上孔板12與煙氣上孔板7之間為空氣配流箱13?？諝馍峡装?2的周邊與膨脹圈14相連。換熱器整個(gè)管束體裝在外圍筒15內(nèi)，外圍筒15的二端焊有法蘭16和17用予設(shè)備安裝或加裝檢修蓋板18。外圍筒15上端開有煙氣出口和冷空氣入口分別與煙氣匯流箱8和空氣配流箱13相通；下端開有熱空氣出口，與空氣匯流箱11相通。以上整體結(jié)構(gòu)系結(jié)合逆流式換熱和在下煙道上使用而敘述，如用于架空的上煙道，總體結(jié)構(gòu)不變，只需反向安裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述直通式雙旋流套管換熱器，其特征在于所用的直通式雙旋流套管換熱元件，是由三層用無縫鋼管制成的管件相套而成，內(nèi)層為內(nèi)旋流管1，中間層為外旋流管2，外層為外套管3。內(nèi)旋流管1和外旋流管2的外表面焊有螺旋葉片，相套后形成上下直通的內(nèi)旋流腔4和外旋流腔5。內(nèi)旋流腔4走煙氣，外旋流腔5走空氣，內(nèi)旋流管1管芯二端封死，不走氣體。予熱溫度超過700℃時(shí)，內(nèi)旋流管1和外旋流管2用同樣形式的SiC質(zhì)異型管來代替。
3根據(jù)權(quán)利要求1所述直通式雙旋流套管換熱器，其特征在于所用直通式雙旋流套管換熱元件的內(nèi)旋流管1的結(jié)構(gòu)，是一種分段(1～5段)變徑的全程旋流芯片管。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種直通式雙旋流套管換熱器,該換熱器用三層鋼管相套構(gòu)成換熱元件,內(nèi)層和中層鋼管外壁焊有螺旋葉片,相套后形成二路螺旋形通道,煙氣和空氣各在其中通過,完成換熱過程。換熱器總體是上述換熱元件按最大程度密排列構(gòu)成的單行程管束體。該換熱器利用旋轉(zhuǎn)氣流強(qiáng)化二側(cè)傳熱,傳熱系數(shù)高,阻力損失小,預(yù)熱溫度也高,同時(shí)也有單位體積換熱面積大、不被煙塵堵塞、不受煙溫限制等優(yōu)點(diǎn),適合工業(yè)爐窯配套采用。
文檔編號(hào)F28D7/10GK2293789SQ97213320
公開日1998年10月7日 申請(qǐng)日期1997年4月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月18日
發(fā)明者王政民 申請(qǐng)人:王政民