取热器的制作方法

1.本实用新型涉及换热设备技术领域，特别是涉及一种取热器。


背景技术：

2.取热器是常见的换热设备，常用于实现锅炉烟气余热再利用。目前的取热器为间壁式换热器，其换热管一般采用翅片管，所有换热管相互连通，冷介质在管内流通，热介质(比如烟气)在管外流通。
3.这种取热器的缺点是：应用在热介质颗粒浓度较高的场景时，换热管表面会受到飞灰颗粒的摩擦和碰撞，而为了保障换热效果，换热管的管壁不会设置得太厚，所以换热管比较容易穿孔，若介质中含酸，还会进一步加速穿孔。由于换热管相互连通，所以一旦某根换热管发生穿孔泄漏，冷介质将源源不断的向热介质中泄漏，造成换热管表面积灰严重，这将直接导致换热器的换热效率急剧下降、热介质流通阻力上升、下游的除尘设备运行阻力大、动力设备(比如引风机)电耗增加等一系列问题。而且，即便没有出现穿孔泄漏，其换热管表面也比较容易积灰。因此，这种取热器通常2
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3年就需要进行一次维修和清理，维修周期短、运行维护成本高。
4.有鉴于此，如何克服上述缺点，是本领域技术人员需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种取热器，包括壳体、隔板和真空热管，所述隔板将所述壳腔分隔成互不相通的上腔室和下腔室，所述真空热管的下管段位于所述下腔室内，所述真空热管的上管段穿过所述隔板伸到所述上腔室内，所述上腔室的腔壁上设有冷介质进口和冷介质出口，所述下腔室的腔壁上设有热介质进口和热介质出口。
6.在一种实施方式中，所述真空热管设置为多根，各根所述真空热管互不相通。
7.在一种实施方式中，所述真空热管的下管段为外壁面上形成有扭纹的扭纹管段，所述扭纹沿管长方向呈连续螺旋结构。
8.在一种实施方式中，所述真空热管的上管段为外壁面平滑的光管段。
9.在一种实施方式中，所述热管包括衬套，所述衬套固套在所述上管段的下端外周，所述衬套穿插在所述隔板上的插孔中并与所述隔板密封连接。
10.在一种实施方式中，所述壳体包括底板，所述真空热管的底端支撑在所述底板上。
11.在一种实施方式中，所述底板与所述真空热管的底端设有相互适配的定位副。
12.在一种实施方式中，所述底板上形成有供灰尘穿过的缝隙。
13.在一种实施方式中，所述取热器还包括灰斗，所述灰斗固定在所述壳体下方。
14.在一种实施方式中，所述上腔室的腔壁上设有多个冷介质进口和多个冷介质出口，每个冷介质进口均连有一根进流管，每个冷介质出口均连有一根出流管，各所述进流管的进口均与同一集流管连通，各所述出流管的出口均与另一集流管连通。
15.本实用新型提供的取热器，采用真空热管实现冷、热介质的换热，这样，冷介质可
以在壳体的上腔室内流通而不需要在换热管内部流通。以往冷介质在换热管内流通时，由于换热管壁厚薄，在颗粒浓度高的热介质的冲刷下容易穿孔，所以冷介质容易泄漏到换热管外与热介质接触，致使热介质中的飞灰颗粒更容易沉积。而本方案，壳体的上腔室的底壁厚度(即隔板的厚度)远大于换热管的壁厚，所以上腔室的底壁穿孔泄漏的可能性很小，冷介质泄漏到下腔室中的几率很小，因此避免了冷介质与热介质接触致使积灰加剧的问题。
16.而对于真空热管而言，其内的介质不需要在多根真空热管之间连续流通，所以每根真空热管可以独立设置，形成一个独立的换热单元。因此，即便一根或几根真空热管发生穿孔泄漏，也不会影响其他真空热管的正常工作，因此，在少数真空热管发生穿孔泄漏时整个取热器仍能以较高的换热效率继续运行，所以这种取热器的维护周期可以长一些，因此运行维护成本会降低。
17.在一种实施方式中，将真空热管的下管段设置成扭纹管段，这样即便真空热管发生穿孔泄漏，热介质中的灰尘颗粒在扭纹管段的壁面导引作用下和扰流作用下也不容易沉积在真空热管上，因此，也不会发生积灰严重的情况；而且，由于扭纹管段能够增强扰流，所以能够提升换热效果；而且，扭纹管段在管内介质结冰时不容易胀裂。
附图说明
18.图1为本实用新型提供取热器一种实施例的示意图，图中隐藏了下腔室的一侧腔壁；
19.图2为一根真空热管的示意图。
20.附图标记说明如下：
21.10壳体，101顶板，102底板，103缝隙；
22.20隔板；
23.30真空热管，301上管段，302下管段，303衬套，304定位销；
24.40灰斗；
25.50进流管；
26.60集流管。
具体实施方式
27.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步的详细说明。
28.如图所示，本实用新型提供的取热器包括壳体10、隔板20、真空热管30、灰斗40、进流管50、出流管(图中不可见)、集流管60等。
29.壳体10包括侧壁、顶板101和底板102，侧壁、顶板101和底板102共同围合成壳腔。灰斗40固定在壳体10下方，灰斗40的底端设有排灰口和用于封闭排灰口的门板。运行状态下，门板封闭排灰口。
30.隔板20将壳体10的壳腔分隔成上下两个腔室，分别为上腔室和下腔室。上腔室的腔壁上设有冷介质进口和冷介质出口，下腔室的腔壁上设有热介质进口和热介质出口。图示方案中，设置了多个冷介质进口和多个冷介质出口，每个冷介质进口均连有一根进流管50，每个冷介质出口均连有一根出流管，所有进流管50的进口均与同一根集流管60连通，所
有出流管的出口均与另一根集流管60连通。设置了多个冷介质进口和多个冷介质出口可以使冷介质在上腔室内形成比较均匀的流场，利于提升换热效果。当然，实际实施中，也可仅设置一个冷介质进口和一个冷介质出口。
31.需说明，该取热器不限制冷热介质的流态，也就是说，冷热介质可以是气体、也可以是液体、还可以是多相流体。
32.隔板20上设有插孔，真空热管30穿插在隔板20的插孔中并与隔板20密封连接(可以采用焊接固定)，使上腔室和下腔室互不相通。真空热管30的下端可以支撑在底板102上。隔板20具体可以是平钢板、槽型板或方管组件。
33.可以让底板102和真空热管30的下端定位连接。图示方案中，底板102上设有定位孔，真空热管30的底端设有定位销304，通过定位销304和定位孔实现定位连接。底板102上设有供灰尘颗粒穿过的缝隙103，灰尘颗粒穿过底板102上的缝隙103落入灰斗40中。
34.真空热管30包括上管段301、下管段302和衬套303，下管段302位于下腔室内，上管段301穿过隔板20伸到上腔室内，衬套303固套在上管段301的下端外周，具体可以与上管段301焊接固定或者与上管段301一体成型。衬套303位于隔板20的插孔中，与隔板20焊接固定(也可是其他密封固定方式)。设置衬套303，让衬套303与隔板20焊接固定，这样可以避免焊接时损伤上管段301，而且可以增强真空热管30与隔板20连接位置的强度。真空热管30内填充有介质，比如水、丙酮、甲醇等。可以设置多根真空热管30，各真空热管30大致平行布置，各真空热管30互不相通，各自为一个独立的换热单元。
35.真空热管30的上管段301可以设置成外壁面平滑的光管段，比如圆管段、椭圆管段、扁管段等。这样可以简化生产工艺，保证衬套303和上管段301的焊接质量。
36.真空热管30的下管段302可以设置成扭纹管段，扭纹管段的外壁面上形成有扭纹，扭纹沿真空热管30的长度方向呈连续螺旋结构。扭纹管段可以由圆管轧制而成。这样设置，应用过程中，热介质中的灰尘颗粒可以顺着扭纹管段的扭纹滑落，而且，扭纹能够加强热介质的扰流作用，在扰流作用下随动性较差或者不易反弹的灰尘颗粒也能运动起来，因此不容易发生积灰。而且，扰流作用能够破坏真空热管30的热边界层，提升对流系数，从而提升换热效果。而且，扭纹管段相比于普通的圆管段、椭圆管段，可膨胀性比较好，在内部介质结冰时能够膨胀成近似圆形的管段，因此涨裂的可能性比较小，因此在冬季或者环境温度较低的情形下也能可靠运行。
37.该取热器的运行过程是：
38.冷介质在上腔室内流通，热介质在下腔室内流通。真空热管30的下管段302中的介质与热介质换热后蒸发上升到上管段301中，与冷介质发生换热，换热后在真空热管30的上管段301中发生冷凝，冷凝后重新流到下管段302中，再与热介质发生换热，如此往复循环，将热介质的热量传递给冷介质，从而实现了对热介质的余热利用。
39.本实用新型提供的取热器，采用真空热管30实现冷、热介质的换热，这样，冷介质可以在壳体的上腔室内流通而不需要在换热管内部流通。
40.以往冷介质在换热管内流通时，由于换热管壁厚薄(太厚会影响换热效果)，在颗粒浓度高的热介质的冲刷下容易穿孔，所以冷介质容易泄漏到换热管外与热介质接触，致使热介质中的飞灰颗粒更容易沉积。
41.而本方案，壳体的上腔室的底壁厚度(即隔板20的厚度)远大于换热管的壁厚，所
以上腔室的底壁穿孔泄漏的可能性很小，冷介质泄漏到下腔室中的几率很小，因此避免了冷介质与热介质接触致使积灰加剧的问题。
42.而对于真空热管30而言，其内的介质不需要在多根真空热管30之间连续流通，所以每根真空热管30可以独立设置，各自形成一个独立的换热单元。因此，即便一根或几根真空热管30发生穿孔泄漏，也不会影响其他真空热管30的正常工作，因此，在少数真空热管30发生穿孔泄漏时整个取热器仍能以较高的换热效率继续运行，所以这种取热器的维护周期可以长一些，因此运行维护成本会降低。
43.而且，即便真空热管30发生穿孔泄漏，热介质中的灰尘颗粒在扭纹管段的壁面导引作用下和扰流作用下也不容易沉积在真空热管30上，因此，也不会发生积灰严重的情况。
44.总的来说，本实用新型提供的取热器具有不容易积灰、维护周期长、运行维护成本低、换热效率高、运行稳定性高等优势。
45.以上对本实用新型所提供的一种取热器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。