[发明专利]一种高效率过热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效率过热器，属于锅炉结构配件领域。

背景技术

在流态化锅炉中，过热器是锅炉中将一定压力下的饱和水蒸气加热成相应压力下的过热水蒸气的一种换热设备。

过热器按传热方式可分为对流式、辐射式和半辐射式；按结构特点可分为蛇形管式、屏式、墙式和包墙式。它们都由若干根并联管子和进出口集箱组成。管子的外径一般为30～60毫米。对流式过热器最为常用，采用蛇形管式。它具有比较密集的管组，布置在 450～1000℃烟气温度的烟道中，受烟气的横向和纵向冲刷。烟气主要以对流的方式将热量传递给管子，也有一部分辐射吸热量。屏式过热器由多片管屏组成，布置在炉膛内上部或出口处，属于辐射或半辐射式过热器。前者吸收炉膛火焰的辐射热，后者还吸收一部分对流热量。在10兆帕以上的电站锅炉中，一般都兼用屏式和蛇形管式两种过热器，以增加吸热量。敷在炉膛内壁上的墙式过热器为辐射式过热器，较少采用。包墙式过热器用在大容量的电站锅炉中构成炉顶和对流烟道的壁面，外面敷以绝热材料组成轻型炉墙。

而上述过热器其中主要原理都是通过对流的方式将热量传递给管子进行换热，其对烟气的扰动虽然较大，但流阻也比较高，很难及时的将过热烟气进行换热后排出，从而导致炉膛内空气的流动速率比较慢，对锅炉的燃烧效率影响比较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中过热器流阻比较大、清理难度高、强度差的技术问题，提供一种新型的圆筒形过热器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高效率过热器，过热器安装在过热烟道内，包括一级加热流道和套接在一级加热流道外部的二级加热流道；

所述一级加热流道包括一个烟气通道A，在烟气通道A内设置有换热翅片A，在所述烟气通道A的外壁上设置有一个环形的加热腔A，所述加热腔A内的水蒸气在换热翅片A的传热下进行加热；

所述二级加热流道包括一个环形的加热腔B，所述加热腔B的内壁与加热腔A的外壁之间设置有环形的烟气通道B，所述加热腔B与加热腔A之间通过若干连接管连通；

过热器朝向过热烟道进烟口一侧设置有一个锥形的凹槽，所述凹槽的轴线与烟气通道A同轴，锥形凹槽的底面边缘位于加热腔B的外壁面上；

所述烟气通道A的外圆半径为X，加热腔A的外圆半径为Y，其中2X≤Y≤3X；

所述烟气通道B的外圆半径为Z，其中Z-Y≤X；

所述加热腔B的外圆半径为W，其中2（W-Z）≤Y-X。

作为本发明的进一步创新，在所述加热腔A内设置有若干支撑构件，所述支撑构件固定在加热腔A的外壁与内壁之间。

作为本发明的进一步创新，所述支撑构件包括支撑杆件，所述支撑杆件呈之字形布置在加热腔A内部。

作为本发明的进一步创新，所述连接管的截面为水滴形，所述水滴形的轴线与烟气通道A的轴线平行，所述水滴形的尖端朝向过热烟道的进烟口。

作为本发明的进一步创新，在烟气通道B内设置有若干换热翅片B，所述换热翅片固定在加热腔A的外壁与加热腔B的内壁之间。

作为本发明的进一步创新，所述换热翅片B包括若干相对烟气通道B轴线环形阵列设置的导热片，所述导热片的平面与烟气通道B的轴线平行，所述导热片的平面与加热腔A的环形外壁面之间的弦切角小于90°。

作为本发明的进一步创新，所述换热翅片A为螺旋形，所述换热翅片A的螺旋轴线与烟气通道A的轴线同轴。

作为本发明的进一步创新，所述加热腔B内设置有若干支撑组件，所述支撑组件包括若干固定在加热腔B环形两侧内壁面的支撑钢缆，所述支撑钢缆呈网状布置。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过一个环形结构的间壁式换热器取代原有的阵列管道结构的间壁式换热器，降低了高温烟气在过热器内流动的流动阻力；

同时本发明环形的套接管道结构相比于传统的热管，结构更加优化，整体性更好，强度更高，在烟气流速较高以及长时间使用的状态下，热管比较容易晃动而发生破损；

而且本发明相比于传统的阵列管式的过热器，清理也更为方便，可以直接对内壁进行打磨而不容易对结构强度造成影响；

本发明对烟气通道A、烟气通道B、加热腔A、加热腔B的尺寸也进行了优化，位于中间的烟气通道A因为烟气流速比较大，为了保证良好的换热效率，整个烟道直径也较大，位于边缘的烟气通道B因为边缘烟气温度较低、流速也较低，所以如果采用过大的换热结构，性价比也会比较低，会抬高整个过热器的制造成本，所以位于边缘的烟气通道B和加热腔B主要用于保温和保证高温蒸汽的良好过度；