專利名稱：噴縫換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣——?dú)馐綗峤粨Q器。
在用于煙氣余熱回收的金屬板縫式換熱器中，螺旋輻射換熱器和噴流換熱器被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)窯爐。它們雖然存在著噴流換熱器的傳熱效率高，兩者均有的選材方便和不易積灰等優(yōu)點(diǎn)，但也存在著螺旋輻射換熱器的換熱效率低和共有的使用壽命短(3～5年)、空氣阻力過高的技術(shù)問題。
本實(shí)用新型的目的是要公開一種將噴流和縫流相結(jié)合，根據(jù)鍋爐管板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素設(shè)計(jì)的兼具螺旋輻射換熱器和噴流換熱器優(yōu)點(diǎn)，且空氣阻力小，使用壽命長(zhǎng)的噴縫換熱器。
實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明任務(wù)的技術(shù)方案是噴縫換熱器由進(jìn)口〔1〕、聯(lián)箱〔2〕、換熱夾板和出口〔10〕連接而成，換熱夾板由噴射夾板〔4〕與1個(gè)或2個(gè)傳熱板〔3〕通過定位塊〔7〕、螺栓〔8〕連接而成，且構(gòu)成有2個(gè)或3個(gè)進(jìn)縫口、1個(gè)或2個(gè)出縫口的3～4層的平面夾板或弧形夾板或圓形夾套；噴射夾板〔4〕是由噴板〔5〕、擋板〔9〕與蓋板〔6〕或另一噴板〔5〕連接而成的夾縫只有進(jìn)口端外通的夾板；聯(lián)箱〔2〕的形狀與換熱夾板斷面一致。噴板〔5〕與蓋板〔6〕是形狀和換熱夾板一致的平板或弧板或圓筒。傳熱板〔3〕與噴板〔5〕形狀相同、數(shù)目相等。噴板〔5〕，其上所設(shè)噴孔在直徑最小處的截面積之和占噴射夾板〔4〕與傳熱板〔3〕所夾縫隙截面積的15～100％，其噴孔中心線與噴射夾板〔4〕的外表面最近相交處法線的夾角為0～30°。由若干個(gè)換熱夾板通過聯(lián)箱〔2〕進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)或混聯(lián)可構(gòu)成多種噴縫換熱器型式。
以下結(jié)合附圖詳述本實(shí)用新型。


圖1平板單級(jí)噴縫換熱器結(jié)構(gòu)示意圖圖2平板混聯(lián)式噴縫換熱器結(jié)構(gòu)示意圖圖3弧板并聯(lián)式噴縫換熱器結(jié)構(gòu)示意圖圖4套筒串聯(lián)式噴縫換熱器結(jié)構(gòu)示意圖在噴縫換熱器工作時(shí)，空氣通過進(jìn)口〔1〕、聯(lián)箱〔2〕分配到換熱夾板，在其中再分成兩種流股流動(dòng)。一種是扁縫主流股，直接進(jìn)入由傳熱板〔3〕與噴射夾板〔4〕構(gòu)成的夾縫中流動(dòng)；另一種是噴射流股，進(jìn)入噴射夾板〔4〕的夾縫后通過在噴板〔5〕上分段開設(shè)的噴孔分成許多細(xì)射流，對(duì)主流股進(jìn)行沿程噴射，和主流股全部混合進(jìn)入另一聯(lián)箱〔2〕便完成一級(jí)預(yù)熱。這種噴射流股對(duì)主流股產(chǎn)生三種干涉作用，一是破壞主流股的層流邊界層，二是使主流股截面速度分布的高峰向傳熱板〔3〕偏移，三是使扁縫主流均勻鋪展。為了減少噴射干涉的阻力，噴板〔5〕上的噴孔可以不垂直于主流開設(shè)，其對(duì)流動(dòng)方向的偏轉(zhuǎn)角根據(jù)預(yù)熱溫度要求和風(fēng)機(jī)壓力富余量可在0～30°范圍內(nèi)取值。
在傳熱板〔3〕與噴射夾板〔4〕的連接關(guān)系中，中間先用定位塊〔7〕相隔是為了保證主流縫隙的制造精度，再用螺栓〔8〕固定是保證傳熱板〔3〕在使用過程中的剛度和留下熱膨脹可移間隙。當(dāng)傳熱夾板是3層時(shí)，傳熱板〔3〕兩邊卷弧后再和噴射夾板〔4〕的蓋板連接；當(dāng)是4層時(shí)，噴射夾板〔4〕是由2塊噴板〔5〕兩邊卷弧后反扣連接而成，兩邊卷弧的兩塊傳熱板〔3〕反扣連接后套進(jìn)噴射夾板〔4〕通過定位塊〔7〕、螺栓〔8〕固定而構(gòu)成雙面?zhèn)鳠岬膫鳠釆A板。當(dāng)換熱夾板是圓形套筒時(shí)，傳熱板〔3〕、噴板〔5〕和蓋板〔6〕均為圓筒。以上弧形結(jié)構(gòu)使噴縫換熱器能夠消除使用過程中產(chǎn)生的溫差應(yīng)力，因而使用壽命長(zhǎng)。
說(shuō)明書中的附圖表示本實(shí)用新型的四個(gè)實(shí)施例，現(xiàn)逐一加以闡述。
實(shí)施例1平板單級(jí)噴縫換熱器。如
圖1所示，由進(jìn)口〔1〕、聯(lián)箱〔2〕、換熱夾板、另一聯(lián)箱〔2〕和出口〔10〕依次連接而成。其中換熱夾板是由傳熱板〔3〕與由噴板〔5〕、擋板〔9〕、蓋板〔6〕連成的夾縫只有進(jìn)口端外通的噴射夾板〔4〕通過定位塊〔7〕、螺栓〔8〕連接而成的單面?zhèn)鳠岬娜龑訆A板結(jié)構(gòu)。煙氣在以傳熱板〔3〕作為頂部的煙道中流動(dòng)傳熱，空氣從進(jìn)口〔1〕進(jìn)，經(jīng)一塊傳熱夾板進(jìn)行單級(jí)預(yù)熱后從出口〔10〕離開噴縫換熱器。
實(shí)施例2如圖2所示的平板混聯(lián)式噴縫換熱器，由多個(gè)聯(lián)箱〔2〕將6個(gè)換熱夾板分成3組，在兩個(gè)串聯(lián)后再并聯(lián)而成。其換熱夾板由連有定位塊〔7〕的噴射夾板〔4〕套進(jìn)2個(gè)兩邊卷弧后對(duì)接的傳熱板〔3〕中再用螺栓〔8〕固定而成，為雙面?zhèn)鳠岬钠矫鎿Q熱夾板。噴射夾板〔4〕由2塊噴板〔5〕兩邊卷弧后對(duì)接，一端用擋板〔9〕封口形成。煙氣在各換熱夾板之間的通道中流動(dòng)傳熱，空氣在換熱器中分成三路經(jīng)二級(jí)預(yù)熱后離開換熱器。此種平板混聯(lián)式噴縫換熱器適用于溫度為800～1000℃，含10克／標(biāo)米3以下非粘結(jié)性煙塵的煙氣余熱回收。
實(shí)施例3如圖3所示的弧形并聯(lián)式噴縫換熱器由聯(lián)箱〔2〕并聯(lián)兩個(gè)弧形換熱夾板而成。其換熱夾板由兩邊卷起的弧形傳熱板〔3〕和噴射夾板〔4〕通過定位塊〔7〕、螺栓〔8〕連接而成。噴射夾板〔4〕由兩邊卷起的噴板〔5〕與蓋板〔6〕連接后再用擋板〔9〕封住一端縫口形成。進(jìn)口〔1〕與出口〔10〕連接在聯(lián)箱〔2〕的端頭，煙氣在傳熱夾板下流動(dòng)。此種換熱器臥置在水平煙道最好是爐頂煙道之上，適用于800～1000℃以上煙氣的余熱利用。
實(shí)施例4夾套串聯(lián)式噴縫換熱器，如圖4所示，由環(huán)形聯(lián)箱〔2〕串聯(lián)2個(gè)換熱夾板而成。換熱夾板為傳熱板〔3〕和噴射夾板〔4〕通過定位塊〔7〕、螺栓〔8〕連接而成的三層圓形夾套。噴射夾板〔4〕是由圓筒形噴板〔5〕、環(huán)形擋板〔9〕和蓋板〔6〕(外筒)連接而成的夾套。煙氣在由傳熱板〔3〕構(gòu)成的圓筒中流過，空氣經(jīng)兩級(jí)預(yù)熱后離開換熱器，此種換熱器適用于900℃以上，不限量弱粘結(jié)性含塵的煙氣余熱回收。
實(shí)際上，噴縫換熱器的換熱夾板有平面夾板、弧形夾板和圓形夾套三種形式，換熱夾板通過聯(lián)箱有單個(gè)、串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)四種連接方式，換熱夾板還有單面和雙面設(shè)置傳熱板兩種類型，由此組合可構(gòu)成噴縫換熱器的多種結(jié)構(gòu)形式。
噴縫換熱器最大的優(yōu)點(diǎn)是空氣阻力小和使用壽命長(zhǎng)。在相同空氣預(yù)熱溫度條件下它比縫式螺旋輻射換熱器和噴流換熱器降低空氣阻力20～30％，其鍋爐樣管板結(jié)構(gòu)決定了它使用壽命長(zhǎng)，預(yù)計(jì)5年以上。其次，它接近于噴流換熱器的傳熱系數(shù)，壁溫低，在常用耐熱不銹鋼1Cr18Ni9Ti材質(zhì)條件下最大空氣預(yù)熱溫度可達(dá)500～550℃。它還保留了板式換熱器選材方便，氣密性好(不可見焊縫少)和積灰易清理的特點(diǎn)。它另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是型式多樣、適應(yīng)性強(qiáng)。對(duì)不同的現(xiàn)場(chǎng)條件和700～1300℃溫度的弱粘結(jié)性煙塵，含塵率在70克／標(biāo)米3以下的煙氣余熱均可以用預(yù)熱空氣的方式加以回收。如能在排煙溫度相適應(yīng)的各種火焰爐窯上開發(fā)利用，它將為沒有安裝換熱器的爐子節(jié)約燃料大于15％，對(duì)已有其它換熱器的爐子節(jié)約燃料5％以上且節(jié)約風(fēng)機(jī)動(dòng)力20％。
權(quán)利要求1.一種氣-氣式熱交換器--噴縫換熱器，由進(jìn)口[1]、聯(lián)箱[2]、換熱夾板和出口[10]連接而成，其特征在于換熱夾板由1個(gè)或2個(gè)傳熱板[3]與噴射夾板[4]通過定位塊[7]、螺栓[8]連接而成，且構(gòu)成3～4層的平面夾板或弧形夾板或圓形夾套，噴射夾板[4]由噴板[5]、擋板[9]、蓋板[6]或另一噴板[5]構(gòu)成，其夾縫只有進(jìn)口端外通，聯(lián)箱[2]其形狀與換熱夾板斷面一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴縫換熱器，其特征在于噴板〔5〕和蓋板〔6〕是形狀與換熱夾板一致的平板或弧板或圓筒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴縫換熱器，其特征在于噴板〔5〕，其所設(shè)噴孔在最小直徑處的截面積之和占噴射夾板〔4〕與傳熱板〔3〕所夾縫隙截面積的15～100％，其噴孔中心線與噴射夾板〔4〕的外表面最近相交處法線的夾角為0～30°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴縫換熱器，其特征在于傳熱板〔3〕與噴板〔5〕形狀相同、數(shù)目相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴縫換熱器，其特征在于由聯(lián)箱〔2〕與若干個(gè)換熱夾板串聯(lián)、或并聯(lián)或混聯(lián)而成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種氣—?dú)馐綗峤粨Q器——噴縫換熱器，用于煙氣的余熱回收。為了解決現(xiàn)有高溫板式換熱器存在的使用壽命較短、傳熱系數(shù)低或空氣阻力過大的問題，它具備的主要技術(shù)特征是利用射流干涉扁縫主流的原理將換熱夾板設(shè)計(jì)成高效、低阻的平面夾板或弧形夾板或圓形夾套，并根據(jù)鍋爐管板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素用形狀相適的聯(lián)箱將換熱夾板串聯(lián)或并聯(lián)或混聯(lián)成能消除溫差應(yīng)力的噴縫換熱器。
文檔編號(hào)F28C3/00GK2119631SQ9221275
公開日1992年10月21日 申請(qǐng)日期1992年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月29日
發(fā)明者聶春分, 潘春喜, 孫月強(qiáng) 申請(qǐng)人:聶春分