[发明专利]热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种设置于锅炉等中且在传热管组之间设有共鸣防止挡 板的热交换器。

背景技术

在锅炉等中，在形成燃烧气体的流路的管道壳体中设有过热器、再热 器、节煤器等热交换器。这些热交换器的多个传热管设于管道壳体中，在 该传热管中流动的水等介质被燃烧气体加热而转化成蒸气。该蒸气向蒸气 涡轮输送，被用作发电动力。该多个传热管的轴向配置为将燃烧气体的流 路横切的方向，并且相互隔开间隔地并排配置。

传热管在形成燃烧气体的流路的管道壁的内部沿与燃烧气体g正交的 方向配置。图4示出了在形成燃烧气体g的流路的管道壁100的内部传热 管102在燃烧气体g的流路中呈格子状配置示例，图5示出了传热管102 呈交错状配置的示例。

如图6所示，当在这样的传热管组中流动有燃烧气体g时，在传热管 102的尾流中周期地产生卡门涡旋e。卡门涡旋e的产生频率fk(Hz)由 下式来表示。

fk＝St·V/D(1)

此处，St：斯特鲁哈尔数

V：最小间隙流速(传热管间的流速)

D：传热管的外径

另一方面，在与燃烧气体流正交并且与传热管的轴向正交的管道壁间 具有由燃烧气体g的物性决定的固有的振动模式。该固有振动频率fn(Hz) 由下式来表示。

fn＝n·c/2L(2)

此处，n＝1，2，3，…

c：音速(取决于燃烧气体g的温度。)

L：管道壁100间的宽度

图7示出了n＝1的1次模式时的振动模式(v表示速度成分，p表示 压力成分。)。因此，当产生频率fk与固有振动频率fn(n＝1，2，3，…) 的任一方一致时，会产生共鸣状态，产生被称为罐响(缶鳴り)的过大的 噪声。

罐响防止的普遍的对策为，在传热管组之间沿着燃烧气体流配置板状 的共鸣防止挡板，使固有振动频率fn上升，由此来避免共鸣。

图8示出了设有上述共鸣防止挡板104的示例。在图8中，由管道壁 100形成了燃烧气体g的流路。传热管102在燃烧气体g的流路中沿与燃 烧气体g的流动方向正交的方向配置。共鸣防止挡板104在传热管102之 间沿着燃烧气体g的流动方向配置。

在专利文献1以及专利文献2中公开了如下的结构，即，在被热交换 气体的流路中并排配置有多个传热管的热交换器中，在传热管之间沿着被 热交换流体的流动方向设有共鸣防止挡板。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭59-012293号公报

专利文献2：日本特开平05-141891号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，以往的共鸣防止挡板具有较大的重量，从而存在为了将重量较 大的共鸣防止挡板固定于被热交换流体的流路中，花费大量的工时以及费 用这样的问题。

鉴于上述的现有技术的课题，本发明的目的在于，使共鸣防止挡板的 结构及其安装所需的作业简化并且低成本化。

用于解决课题的方案

为了达到所述目的，本发明的一实施方式所涉及的热交换器具有：多 个传热管，其轴向配置为将被热交换流体的流路横切的方向，并且相互隔 开间隔地并排配置；以及板状的共鸣防止挡板，其在多个所述传热管之间 沿着被热交换流体的流动方向设置，所述热交换器的特征在于，所述共鸣 防止挡板由金属箔构成。

共鸣防止挡板具有如下作用，即，使形成被热交换流体的流路的管道 壁间产生的固有振动频率fn上升，从而使该固有振动频率fn与因在传热 管的尾流中产生的卡门涡旋e而产生的频率fk不同。

为了使固有振动频率fn上升，只要将被热交换流体的流路分隔形成被 热交换流体的粒子速度＝0的边界即可。因此，即使是像金属箔那样的较 薄的隔板也能够得到上述作用。

根据本发明的一实施方式，通过由金属箔构成共鸣防止挡板能够使共 鸣防止挡板轻量化。因此，能够节省材料费，而且能够使共鸣防止挡板的 安装以及更换所需的作业简化并且低成本化。

在本发明的一实施方式中，所述热交换器还具备固定于金属箔的外缘 部的刚性框体。