[实用新型]一种翅片管换热器及其余热锅炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，更具体地，涉及一种翅片管换热器及其应用和余热锅炉。

背景技术

当今矿物质能源日趋短缺，人类居住环境也遭受的严峻破坏，尤其温室气体排放，所造成人类生存环境问题也日益凸显，地球平均气温上升，冰川逐渐缩小融化，海平面不断上升，正一步一步危及岛国，威胁沿海城市的安全，这已是不争事实。我国日益严重的雾霾问题久久得不到解决，严重影响人们身体健康，使人们患肺癌几率大幅上升，雾霾现象严重难以从根本上得到解决，原因在于是我国工业化进程加快，向大气排放的废气日益增多所致，而自然界本身自发因素居少。我们也知道人类所使用的能源差不多会有80%以上是需要经过热能转换的过程，热能转换设备主要依靠换热设备来实现的。人类许多活动及生产实践都离不开能源，而我国大多数能源来自矿物质能源，矿物质能源消耗会产生导致对环境不利的气体排放。由此我国竭力倡导对清洁能源开发与利用，同时大力研究开发节能设备新产品新技术，而热能转换设备当属节能减排最为关键的设备。热管就是属于这种高效热能转换设备之一，且使用面非常广，主要应用于热电厂、冶炼厂、食品化工、医药、建材生产企业等。从过去采用毛细管虹吸形式热管，发展到今天重力式热管，再到套管式径向传热式热管以及磁力热管等等，种类繁多，按结构形式可区分为：普通热管、分离式热管、毛细泵回路热管、微型热管、平板热管、径向热管等。实用新型人注意到径向传热式热管具有许多传统重力式热管无法比拟优势，在现有产品使用情况来看，套管式热管不仅具有生产成本低廉，其换热效率是传统重力热管1.2倍，虽然套管径向传热式热管的实用新型专利国内外已经有十几个了，但未发现有三层套管式热管。

我们知道热量是由高温处向低温处传递的，温差是传热的动力，人们生产实践都是希望热能从一个介质朝另一个介质方向传递或从一端向另一端传递，具有指定性和目标性的，因为热分子运动不具备方向性，所以在换热过程中我们尽可能使分子热能传递朝我们需要方向传递，就必须减小同侧介质温差，加大两侧需要热能交换的平均温差，这是有利于换热的，也是符合场协同理论的，场协同理论告诉我们：当两流体采用逆流换热方式时，若速度场横截面均匀一致时，还有温度梯度场在换热横截面大小相等时，其温度梯度场和速度场的矢量和夹角余弦值趋于零，那么场协同是最理想的，其换热效率也是最佳的。所以我们尽量把换热形式变得使同侧热流弱化，异侧换热热流最大化，因为热分子运动是没有方向性可言，也无法去阻止同侧由温差导致热能选择无益的同侧方向传递，只有优化两侧流体流动方式，使温度梯度场趋于均匀一致，从而赢得换热效率最大化。

目前各种余热锅炉是回收烟气热量的一种装置，为提供热能回收效率，其使用范围广泛，多采用热管组成的换热器进行热量回收的锅炉，中国专利ZL200820167661.3公开了一种套管式余热锅炉，现有技术中由于需要增大换热面积导致了换热器往往体积太大，而且换热效率还不高，往往通过换热以后的热水由于循环时间太久也导致了水温不高，效率低下。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术不足，根据场协同理论，提供一种传热效率高，轴向长度短，体积小的翅片管换热器。

本实用新型还提供所述翅片管换热器的应用，应用于余热和低温热源。

本实用新型还提供一种设有所述翅片管换热器的余热锅炉。

本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现：

一种翅片管换热器，包括进水管、出水管和连接所述进水管和出水管的热管，所述热管还设有管板用于固定热管，所述热管采用并联或串联的方式与进水管和出水管连接；

所述热管包括不同直径的第一层内管、第二层内管和外管，所述第一层内管和第二层内管组成双层内管，所述第一层内管套有第二层内管；所述外管套有双层内管；所述第一层内管和第二层内管相通；所述第一层内管和外管之间为封闭结构并构成环形通道热管，所述第一层内管工作介质可以与环形通道热管工作介质进行换热；所述环形通道热管与外部进行换热；所述双层内管工作介质循环进出都在所述热管的一端用于实现双层内管同侧同工作介质逆流换热，所述环形通道热管内设有内管翅片，所述内管翅片设在第一层内管上，所述内管翅片不与外管内壁接触，所述内管翅片与外管内壁间距为0.1～1mm，所述内管翅片上设有裂口，形成气体的通道用于气体自由流动，所述热管的外壁设有外管翅片；所述双层内管的工作介质可以是水，所述环形通道热管工作介质为水、氟利昂、甲醇、丙酮、油等一种或多种介质。