[实用新型]一种采用三维肋管作为传热管的锅炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及锅炉技术领域，尤其涉及一种采用三维肋管作为传热管的锅炉。 

背景技术

目前随着我国西部开发、西气东输国家能源政策的调整，保护环境、防治污染、节能减排，提高资源利用率等一系列法律法规性，已成为国家能源政策的指导核心。具国家能源部09 年统计数据表明，目前国内市场工业及生活用煤达6.5 亿吨/ 年，约占我国原煤产品的40%，每年新增1.0-1.6MPa 等级燃油、燃气锅炉为9.5 万多台（约18 万蒸吨）能源的利用，热能的利用率束缚了我国有限资源使用的考核指标，现有的锅炉存在使用寿命短、热效率低、不环保、成本高的缺陷。 

随着我国经济社会的发展，面临的能源问题越来越严峻。在能源领域我国将长期坚持实行“开发与节约并重，把节约放在首位”的方针。而换热器作为实现冷热流体热量交换的专用装置，在能源、化工、交通、国防等领域中具有非常重要的应用。设计和制造各类高性能换热设备是节约能源的最重要手段，所以针对换热器进行强化传热技术研究及应用具有非常重要的应用背景。据统计，2010年底我国换热器的市场需求为500亿，到2020年我国换热器市场的需求将达到1500亿元，市场规模巨大。而换热器传热性能的优劣决定了换热器的体积、重量、金属耗量、投资成本和运行成本，从而也决定了换热器产品的市场竞争力。因此，强化传热技术的研究和开发已成为当今国际学术界和工业界的一个非常重要的领域。 

目前采用流体传导的锅炉为了提高流体与管壁的传热，一般都包括三个流体回程过程，其中流体的第一回程是在波纹炉胆中，流体的第二回程和第三回程都是在普通的光管中进行的，对流换热效果较差，后来人们将光管改为相同规格的螺纹管，利用内管壁的螺纹凸起破坏烟气侧边界层，起到了一定的强化对流换热的效果，但烟气侧换热热阻占烟气-传热管-水传热过程总热阻的比例依然很高，尚有很大的改进空间。 

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型要的目的是如何提供一种换热性能好、减少传热管所需钢材，降低制造成本的锅炉。 

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种采用三维肋管作为传热管的锅炉，包括传热管，其特征在于：所述传热管包括第二回程管束和第三回程管束，所述第二回程管束或/和第三回程管束为三维肋管。 

    作为优化，所述锅炉为燃油锅炉或燃气锅炉。所述锅炉为热水锅炉或蒸汽锅炉。 

进一步地，所述三维肋管的内壁和/或外壁具有肋片，且所述三维肋管与肋片一体形成； 

所述内壁上的肋片为内肋片，所述内肋片从三维肋管的内壁向三维肋管中心轴延伸，所述外壁上的肋片为外肋片，所述外肋片背向三维肋管向外延伸。

更进一步地，所述肋片的厚度为0.1~1mm，宽度为1~7mm，高度为2~8mm。 

所述肋片为多个且沿三维肋管长度方向成多排排列，同一排肋片的间距为5~15mm。 

相对于现有技术，本实用新型具有如下优点： 

1、采用三维肋管包括具有内肋的三维肋管和/或具有内累和外肋的三维肋管用作锅炉的烟气-热水传热管，代替锅炉内第二回程与第三回程原有的部分或全部普通直管或螺纹管，具有换热效率高，成本降低低的特点。采用三维肋管来代替原锅炉内的螺纹管或普通光管，在烟道阻力增加不大的情况下显著提高烟气侧的强迫对流换热系数，达到同样工况下光管换热系数的1.5~3.5倍，起到节省传热管所需钢材，降低制造成本，提高锅炉整体效率。

应用于紧凑式换热器和节能减排工程领域，首次成功采用三维肋管替代燃气锅炉原有的光管和螺纹管，经济效益和社会效益显著。 

2、具有内肋片的三维肋管与目前焊接有缝三维肋管、三维内螺旋肋管、丁胞管三维内肋相比，三维内肋管强化换热性能好、适用加工管材范围广、对管壁破坏小、肋尺寸易于调整、有自清灰、抗结垢能力等突出优点；比目前单相对流换热性能最高的三维内螺旋肋管换热系数增加19%，热力系数最高达到1.8，综合热力性能好。 

3、具有内肋片的三维肋管加螺旋扭带的组合强化对流换热系数分别比光管提高6.8倍，已有的插入扭带的轴向内肋管3～4倍，内槽道管3～3.5倍。换热系数分别为光管的5倍，插入绕丝的低肋管1.5倍、带内槽道或环肋的低肋管1.2倍，带有内凸螺旋线的三维冷凝管3倍，传热系数比光滑螺旋管提高了50～170%。 

附图说明

图1a和1b为具有内肋片和外肋片的三维肋管。 

图2a和2b为具有内肋片的三维肋管。 

图3为实施例1中燃气锅炉本体的结构示意图。