[实用新型]一种轴向卡板式的针翅型翅片管结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种针翅型翅片管，特别涉及一种轴向卡板式的针翅型翅片管结构，其适用于动力、石油、化工、制冷、冶金等行业的各种类型的换热及加热设备。

背景技术

随着我国经济的持续快速发展，能源供应紧张问题日益突出，节能、减排、降耗已成为我国经济和社会发展的必然要求。换热器作为动力、石油、化工、制冷、冶金乃至航空/火箭等工业过程的重要组成部分，它的安全高效运行意义重大。在各种换热设备中，通过翅片增加换热面积是常见的强化传热方式。

针翅型翅片管换热器是壳管式换热器的一种，针翅管是一种非连续翅片管,它是在基管表面焊上一系列小圆柱，因基管表面所焊接的圆柱形如针状而得名。研究和实践表明，针翅型翅片管可以显著增加换热面积，增大烟气流通截面，降低烟速，减少积灰和磨损。然而尽管其具有良好的抗积灰能力和防磨性能，在含灰气流下，由于流体本身的粘性作用与逆压梯度的存在，流动必然发生分离，并在翅片管背风侧形成涡流滞止区，从而使含灰气流中的灰颗粒在背风侧不断累积，造成局部大量积灰，严重影响翅片管传热效率和换热器的安全高效运行。通过对针翅型翅片管的结构分析，我们发现含灰气流在经过针翅型翅片管时，在每组相对的针翅片间的局部空间几乎没有气体扰动，该局部空间的气体流动近似于平面流动，灰颗粒难以在不同翅片间流动，进一步加剧了积灰的形成。因此，通过采取必要的结构优化，减小涡流滞止区面积从而减少积灰，是一种行之有效的方法。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种轴向卡板式的针翅型翅片管结构，通过整体加装卡板，减小流动分离，减小涡流滞止区面积，从而减轻针翅型翅片管背风侧积灰，改善换热器的运行情况。

本实用新型为实现上述目的，所采用的技术方案为：

一种轴向卡板式的针翅型翅片管结构，包括基管1、销钉管组3和卡板组4；所述销钉管组3由左、右两组组成，且每组包括多列按照预设节距排列、沿基管1外壁轴向平行布置的针翅型翅片管；所述卡板组4由左、右两组相同的矩形卡板组成，位于销钉管组3背风侧；所述销钉管组3与卡板组4通过孔2，以卡套或焊接的方式相连。

所述的基管1为圆管、椭圆管和腰圆管中的任意一种。

所述卡板组4为在其沿长度方向的边缘按照基管1上销钉管组3的节距开有孔2，或在其沿宽度方向上中间按照基管1上销钉管组3的节距开孔2，孔2通过冲压实现一次成型；在卡板组4沿长度方向的一边边缘按照基管1上销钉管组3的节距开有的孔2形状为契合销钉管组3形状的半圆形或者半H形，在卡板组4两边边缘按照基管1上销钉管组3的节距开有的孔2形状为契合销钉管组3形状的半圆形，在卡板组4沿宽度方向上中间按照基管1上销钉管组3的节距开有的孔2形状为契合销钉管组3形状的圆形；若卡板组4沿宽度方向上中间开孔2，其单边边缘开有半圆形凹槽或不开槽。

所述卡板组4与销钉管组3的连接形式为两个一边边缘开孔2的卡板卡套在沿基管1轴向的同一排针翅型翅片管上；或将一个两边边缘开孔2的卡板卡在沿基管1轴向的两排针翅型翅片管之间；或将中间开孔2的卡板直接卡套在沿基管1轴向的同一排针翅型翅片管上。

若将一个两边边缘开孔2的卡板卡在沿基管1轴向的两排销钉管之间，以烟气来流方向为正视方向，所卡位置在销钉管组3的倒数第二、三根针翅型翅片管之间，或在销钉管组3的倒数第一、二根针翅型翅片管之间，即卡板组4所卡位置只要不超过基管1与来流方向垂直的中心对称位置即可。

所述开孔2面积大于针翅型翅片管截面，两者为间隙配合；对于所述卡板组4，以所卡套销钉管组3处与基管1轴向线平行的直线作为卡板基准方向，其倾斜方向与气体来流方向的攻角为10°～80°。

所述卡板组4的左、右两组为一个或多个布置在烟气流出的一侧，根据每一组卡板的数目，形成双卡板针翅型翅片管及多卡板针翅型翅片管。

所述的销钉管组3的排列方式分为顺列布置、沿基管1轴向或垂直于基管1轴向错列布置以及沿烟气流动方向上的不等距布置。

所述的卡板组4和销钉管组3均关于基管1成对称布置。

以烟气来流方向为正视方向，当存在粘性积灰时，所述销钉管组3与烟气来流方向的近端的的左、右两组间焊接有沿基管1轴向放置的矩形板5，以防止含灰气流冲刷正面产生的积灰，其中矩形板5是焊接在若干个支架6上，矩形板5底边和基管1表面净距离大于5mm，支架直接以全焊透结构焊接在基管1上。

轴向卡板式的针翅型翅片管结构。

与现有技术相比较，本实用新型具有如下优点：