[实用新型]一种锅炉水冷壁内螺纹管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于锅炉水冷壁的内螺纹管。

背景技术

我国一次能源消耗以煤炭为主，燃煤发电量占总发电量的75％左右。由于电力是最大的煤炭用户，提高燃煤电厂的效率是提高煤炭利用率一个主要途径。

当前我国发电站在朝着高参数、大容量和大型化的超超临界机组方向发展。在600 MW及其以上容量的电站锅炉中，绝大部分的水冷壁系统都采用内螺纹管来强化传热和推迟传热恶化。当工质在内螺纹管中流动时，由于管内螺纹的存在，工质在向前流动的同时还伴随着旋转运动。工质的旋转运动产生离心力将处于管子中心部分的冷流体不断推向管壁，从而达到强化换热和推迟传热恶化的目的。

目前已经在电站锅炉上使用过多种内螺纹管，螺纹的头数、螺旋角度，齿高(深)等参数各不相同，但螺纹齿的截面形状几乎都是矩形或形状接近矩形的梯形，这直接造成了内螺纹管相对于光管具有更大的流动阻力。这一点在采用内螺纹管螺旋管圈形式的水冷壁时更为明显。因此，在保证水冷壁工作安全的前提下，减小内螺纹管的流动阻力极具工程实际意义。

目前国外已经在这一方向上取得了较大进展，但引进费用昂贵，这又大大凸显了对内螺纹管进行深入研究的必要性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新型换热用的内螺纹管，其主要应用于大型(600MW及其以上)电站锅炉水冷壁，在保证具有充分传热能力和水冷壁安全工作的条件下，具有较小的流动阻力，以克服现有内螺纹管的部分缺点。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种锅炉水冷壁内螺纹管，包括管体和螺纹齿，螺纹齿沿着管体内壁以螺旋前进的方式布置，其特征在于：螺纹齿在管体横截面上的形状为梯形，每个螺纹齿的梯形底部至相邻两个螺纹齿中心线的距离限定在的范围内，其中，P为螺纹齿的螺距，S为螺纹齿的顶宽。

优选地，所述管体的外径D0限定在20mm～40mm的范围内，大内径D_iL限定在10mm～30mm的范围内，小内径D_iS限定在10mm～25mm的范围内，其中，小内径D_iS是指所述管体横截面圆心至所述螺纹齿顶部平面的距离。

优选地，所述螺纹齿的螺旋升角α限定在30°～60°的范围内。

优选地，所述螺纹齿在所述管体的任意截面上都是等间距布置。

优选地，所述螺纹齿在所述管体的截面上等间距布置的个数为4或6(即4头螺纹或6头螺纹)。

优选地，所述螺纹齿的螺距P限定在10mm～20mm的范围内，所述螺纹齿的高度H限定在0.5mm～1mm的范围内，所述螺纹齿的顶宽S限定在3mm～10mm的范围内。

优选地，所述螺纹齿按顺时针方向发展，或按逆时针方向发展。

在上述技术方案中，本实用新型不是采用传统的矩形螺纹齿，而是采用底部较宽的梯形螺纹齿，并将梯形螺纹齿的底部宽度限定在合理的范围内，相当于工质在内螺纹管内向前流动时，在沿着圆形管壁且在垂直于螺纹齿延伸方向的方向上，工质连续越过的不是矩形障碍而是顶部较窄、底部较宽的梯形障碍，这显然能够有效地减小流动阻力。在其它几何参数相同的条件下，这样的螺纹齿能够保证在管子强化传热能力几乎不变的情况下具有更小的流动阻力。

更进一步地，在上述技术方案中，本实用新型由于将螺纹头数、螺纹齿螺旋升角、螺纹齿高度和螺纹齿顶宽限定在合理的范围内，当工质在内螺纹管内流动时，螺纹齿迫使工质以较快的速度绕着圆形管壁旋转，足以使管子中心部分的冷工质在旋转运动中由于离心力作用甩到壁面上，大大改善了管子的冷却能力，从而达到强化传热和推迟传热恶化的目的。

当本实用新型应用到大型电站锅炉上时，由于炉膛几何尺寸较大，所产生的减少水泵电耗的效果也更加明显，对于螺旋管圈水冷壁这一效果最为突出。

附图说明

图1为本实用新型所述内螺纹管的结构示意图；

图2为实施例1中所述内螺纹管的内部结构图；

图3为本实用新型所述螺纹齿梯形底部被限制范围示意图；

图4为实施例2中所述内螺纹管的内部结构图。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例1