一种冷、热源分离型热管低温省煤器的制作方法

本技术涉及换热设备领域，更具体地说，涉及一种冷、热源分离型热管低温省煤器。

背景技术：

1、为了降低电厂锅炉排烟温度，减少排烟损失，提高锅炉发电机组的运行经济性，可采用在锅炉尾部烟道上加装低温省煤器的方法，具体方案为：汽机凝结水在低温省煤器内吸收排烟热量，降低排烟温度，凝结水被加热、升高温度后再返回汽轮机低压加热器系统，代替部分低压加热器的作用。在发电量不变的情况下，可节约机组的能耗。同时，由于进入脱硫塔的烟温下降，还可以节约脱硫工艺水的消耗量。

2、与常规间壁换热式省煤器相比，热管型省煤器将烟气侧与水侧有效隔离，设备运行安全可靠。对于轴向热管，现有技术中，凝结水侧采用逐根热管套管串联的方式，与烟气进行换热（见图1），该结构存在凝结水行程长、夹套中存有气相空间，以及存在焊缝多、焊接位置操作不便、焊接困难、易发生焊缝泄漏问题。因此，需要从设备结构上解决该问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是针对现有的热管型省煤器存在凝结水行程长、夹套中存有气相空间，以及存在焊缝多、焊接位置操作不便、焊接困难、易发生焊缝泄漏的问题。设计一种冷、热源分离型热管低温省煤器，它采用了轴向热管新型的管束结构，有效地解决了凝结水行程长及水夹套中存有气相空间，以及焊缝数量多、焊接困难、易发生焊缝泄漏等问题。

2、本实用新型的技术方案是：

3、一种冷、热源分离型热管低温省煤器，它包括壳体100与换热管束200，其特征是：所述壳体100通过热管支撑密封件213分割成互不相通的上下两部分，其中下部分为轴向热管换热管束吸热部位的烟气通道，上部分为凝结水换热结构，凝结水换热结构分离于烟气通道之外；同时，所述壳体100和热管支撑密封件213也为换热管束200的重量支撑结构件。

4、所述换热管束200，由若干排换热管片210组成；一排换热管片210与相邻一排的换热管片210之间由水连通管220连接形成一个完整的换热管束；每排换热管片210中由多个单根平行的热管211、热管支撑密封件213、上联箱管216、水套管215、下联箱管214组成；所述水连通管220将每排换热管片210的上联箱管水出口端与下一排换热管片210的管片下联箱管的进水端相连，确保每排换热管片210中水套管215中的凝结水流动方向总是自下而上，避免了夹套管内出现气相空间而影响设备换热及使用效果。

5、所述热管211为轴向热管型式，热管211下方吸热段置于烟气环境中，热管上方放热段置于凝结水环境中，形成冷、热源有效分离；所述水套管215同心套装于热管211上方放热段基管上，凝结水向上流经水套管与热管基管之间的夹套空腔，热管下方吸热段工质吸收烟气中的热量传递到热管上方放热段夹套内的凝结水中；所述上联箱管安装于换热管片每个水套管的上端，所述下联箱管安装于换热管片每个水套管的下端，上、下联箱将换热管片上每个水套管与热管之间的管腔连成一体，并将若干热管、水套管连接成换热管片，凝结水从每排管片下联箱水进口端进入，均匀分配到各水套管内，向上流动，凝结水吸收热管工质的热量后汇入上联箱管216，由上联箱管216水出口端流出，完成省煤器单片换热管片将烟气热量传递至凝结水的换热过程。

6、进一步的，所述换热管片210下联箱水进口端与上联箱管水出口端位于不同侧，以保证换热管片中每一根夹套管内的凝结水流量均匀。

7、进一步地，换热管片平面的方向与烟气的流向垂直，若干换热管片平行布置于省煤器壳体内，水连通管将每片换热管片上联箱管水出口端与下一管片下联箱管的进水端相连，形成完整的低温省煤器换热管束；凝结水从第一片换热管片下联箱管水进口端进入，分配至该管片各水套管内，凝结水在水套管内吸收热管放热段工质的热量后汇入上联箱管，由上联箱管水出口端流出，经水连通管进入下一片换热管片下联箱管水进口端，完成第二片的换热过程，以此类推……最后，完成换热的凝结水从最后一片换热管片的上联箱管水出口端流出省煤器，完成省煤器将烟气热量传递至凝结水的换热过程。

8、进一步的，凝结水与烟气的流动方向采用逆流方向，以提高省煤器冷、热流体换热温差，提高换热效果。

9、进一步的，凝结水与烟气的流动方向采用顺流方向，以缩小省煤器冷、热流体换热温差，提高换热管束壁面温度，防止低温腐蚀加速。

10、所述热管支撑密封件213位于热管取热段与放热之间，为长条形结构，开设有热管安装孔，孔的数量与换热管片上热管数量相同，孔的直径与热管的外径相匹配，热管与支撑密封件焊接固定，以用来支撑换热管片热管及相关部件的重量，同时，起到烟气与外界的隔绝的密封作用。

11、进一步地，每片换热管片的热管支撑密封件与相邻换热管片的热管支撑密封件焊接，以使换热管束形成一个整体；另外，热管支撑密封件两端与壳体框架焊接，管束的重量得到了有效的支撑，并达到烟气侧与外界隔绝密封效果。

12、进一步地，热管吸热段管外设置有翅片，以增强热管烟气侧换热效果。

13、本实用新型的有益效果是：

14、本实用新型的冷、热源完全分离，相互不串漏，且具有管束结构简单、水套管中无气相空间、焊缝数量少、焊缝位置方便焊接、焊接质量有保证的特点，同时，省煤器结构紧凑，方便模块拼装，适用于大型电站锅炉低温省煤器结构。同时，凝结水与烟气的流动方向可采用顺流或逆流方向，提高换热器防腐蚀能力或换热效果。

技术特征：

1.一种冷、热源分离型热管低温省煤器，它包括壳体（100）与换热管束（200），其特征是：所述壳体（100）通过热管支撑密封件（213）分割成互不相通的上下两部分，其中下部分为轴向热管换热管束吸热部位的烟气通道，上部分为凝结水换热结构，凝结水换热结构分离于烟气通道之外；同时，所述壳体（100）和热管支撑密封件（213）也为换热管束（200）的重量支撑结构件。

2.根据权利要求1所述的冷、热源分离型热管低温省煤器，其特征是：所述换热管束（200），由若干排换热管片（210）组成；一排换热管片（210）与相邻一排的换热管片（210）之间由水连通管（220）连接形成一个完整的换热管束；每排换热管片（210）中多个单根平行的热管（211）、热管支撑密封件（213）、上联箱管（216）、水套管（215）、下联箱管（214）组成；所述水连通管（220）将每排换热管片（210）的上联箱管水出口端与下一排换热管片（210）的管片下联箱管的进水端相连，确保每排换热管片（210）中水套管（215）中的凝结水流动方向总是自下而上。

3.根据权利要求2所述的冷、热源分离型热管低温省煤器，其特征是：所述热管（211）为轴向热管型式，热管（211）下方吸热段置于烟气环境中，热管上方放热段置于凝结水环境中，形成冷、热源有效分离；所述水套管（215）同心套装于热管（211）上方放热段基管上，凝结水向上流经水套管与热管基管之间的夹套空腔，热管下方吸热段工质吸收烟气中的热量传递到热管上方放热段夹套内的凝结水中；所述上联箱管安装于换热管片每个水套管的上端，所述下联箱管安装于换热管片每个水套管的下端，上、下联箱将换热管片上每个水套管与热管之间的管腔连成一体，并将若干热管、水套管连接成换热管片。

4.根据权利要求2所述的冷、热源分离型热管低温省煤器，其特征是：所述换热管片（210）下联箱水进口端与上联箱管水出口端位于不同侧，以保证换热管片中每一根夹套管内的凝结水流量均匀。

5.根据权利要求1所述的冷、热源分离型热管低温省煤器，其特征是：换热管片平面的方向与烟气的流向垂直，若干换热管片平行布置于省煤器壳体内，水连通管将每片换热管片上联箱管水出口端与下一管片下联箱管的进水端相连，形成完整的低温省煤器换热管束。

6.根据权利要求1所述的冷、热源分离型热管低温省煤器，其特征是：凝结水与烟气的流动方向采用逆流方向。

7.根据权利要求1所述的冷、热源分离型热管低温省煤器，其特征是：凝结水与烟气的流动方向采用顺流方向。

8.根据权利要求2所述的冷、热源分离型热管低温省煤器，其特征是：所述热管支撑密封件（213）位于热管取热段与放热之间，为长条形结构，开设有热管安装孔，孔的数量与换热管片上热管数量相同，孔的直径与热管的外径相匹配，热管与支撑密封件焊接固定。

9.根据权利要求2所述的冷、热源分离型热管低温省煤器，其特征是：每片换热管片的热管支撑密封件与相邻换热管片的热管支撑密封件焊接，以使换热管束形成一个整体；另外，热管支撑密封件两端与壳体框架焊接。

10.根据权利要求2所述的冷、热源分离型热管低温省煤器，其特征是：热管吸热段管外设置有翅片。

技术总结一种冷、热源分离型热管低温省煤器，它包括壳体（100）与换热管束（200），其特征是：所述壳体（100）通过热管支撑密封件（213）分割成互不相通的上下两部分，其中下部分为轴向热管换热管束吸热部位的烟气通道，上部分为凝结水换热结构，凝结水换热结构分离于烟气通道之外；同时，所述壳体（100）和热管支撑密封件（213）也为换热管束（200）的重量支撑结构件。本技术有效地解决了凝结水行程长及水夹套中存有气相空间，以及焊缝数量多、焊接困难、易发生焊缝泄漏等问题。技术研发人员：王明军,陆桂清,郭宏新,马金祥,陈军受保护的技术使用者：江苏圣诺节能技术工程有限公司技术研发日：20230920技术公布日：2024/5/8