CN102748859B - 导热油炉的高效换热炉排 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导热油炉的高效换热炉排，结构中包括并连在下、上贯通横管之间形成炉排状的换热管，进油口、出油口分别设置在下、上贯通横管上，所述换热管是复合式套管结构，内套管是一端封闭的盲管、借助端头支架定位在外套管内壁上。本发明在保证换热管刚度的情况下，又保证了管内导热油流速，达到了国家相关标准的规定。
Description
技术领域
本发明涉及一种导热油炉结构的改进，特别是一种采用燃煤为能源时对导热油炉用炉排结构的改进。
背景技术
导热油炉是以导热油为热载体，通过热油泵的强制循环将热油通过管路输送到用热设备后，再返回导热油炉中加热的闭路循环供热设备，是目前首选的一种低压高温热能转换设备。
导热油炉与蒸汽、热水锅炉在设计上的要求主要区别在于：导热油炉要求导热油在换热管内的流速为：辐射段不低于2m/s，对流段不低于1.5m/s。若将传统的水冷炉排结构直接移植在导热油炉上变成油冷炉排，是不能满足导热油炉的设计要求的。主要原因：水冷炉排一般为并联结构，炉排管直径一般在Φ51-Φ76mm之间，且有一定的倾斜度；在导热油流量确定的情况下，无法满足导热油在炉排管内的流速（黏度越大，流速越小）。 为达到设计流速，若将炉排管直径变小，则炉排管的刚度不够；若将炉排管壁增厚，则导热效率太低，而且外管壁所处高温、低导的环境下排管氧化后脱落速度加快，变成更加脆弱的薄壁管。若将炉排管强化横向串联起来，炉排就不能按倾斜布置，且增加了导热油炉的循环阻力，使循环泵电机功率增加，并且由于油冷炉排按水平布置，停炉时，油在炉管内没有自循环功能，油冷炉排上还有未燃尽的燃料，所以即便油温降至较低时，也不能关停循环油泵，增加了运行的费用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种导热油炉的高效换热炉排，其在炉排状换热管的基础上增设了改变液流截面积的内套管，使换热管的流速达到了设计要求，而且满足了换热管的刚度要求。
为解决上述技术问题本发明采取的技术方案是：
一种导热油炉的高效换热炉排，结构中包括并连在下、上贯通横管之间形成炉排状的换热管，进油口、出油口分别设置在下、上贯通横管上，所述换热管是复合式套管结构，内套管是一端封闭的盲管、借助端头支架定位在外套管内壁上。
换热管内，流量、流速和液流截面积的关系为：
（1）
式中，为液体流量，为液体流速，为液流截面积。在液体流量一定的情况下，液流速度与液流截面积成反比。本发明的换热管采用复合式套管结构，在外套管内增设了一端封闭的盲管。由于所述盲管内的导热油不与外套管中导热油同时流动，相当于减小了导热油的流通截面积，在导热油炉液体流量一定的情况下，增大了导热油的流速，满足相关标准的规定。从而在不减小炉排管直径的情况下，保证了换热管内导热油的流速。
采用上述技术方案产生的有益效果在于：①本发明在保证换热管刚度的情况下，又保证了管内导热油流速，达到了国家相关标准的规定；②炉排管并联布置，减小了导热油循环阻力，降低了循环电机功耗；③炉排管倾斜布置，实现了管内导热油自循环，当油温降到较低温度时，即可关停循环油泵，降低了运行的费用。
附图说明
图1是本发明的主视局部剖视示意图；
图2是图1的俯视结构示意图；
图3是图1的A-A向剖面示意图；
其中，1、下贯通横管，1-1、进油口，2、换热管，2-1、外套管，2-2、内套管，4、上贯通横管，4-1、出油口，5、端头支架。
具体实施方式
参见图1~图3，本发明用于手烧燃煤导热油炉用炉排，其结构中包括并连在下贯通横管1和上贯通横管4之间形成炉排状的换热管2，进油口1-1、出油口4-1分别设置在下贯通横管1和上贯通横管4上，所述换热管2是复合式套管结构，内套管2-2是一端封闭的盲管、借助端头支架5定位在外套管2-1内壁上。本实施例在现有换热管的基础上增加了一端封闭的盲管，由于盲管内的导热油不影响外套管2-1内的导热油的循环，相当于减小了导热油的液流截面积，从而增大了液流流速，使换热管2的刚度不变的情况下，增大了导热油的流速，达到了速度和刚度的设计要求。
所述换热管2的水平倾角为15~25°，即换热管2与导热油炉的炉底呈15~25°夹角、且出油口4-1高于进油口1-1。倾斜布置的换热管具有自循环能力，当油温降至较低时，即可进行停掉循环泵，降低运行成本。内套管2-2可以在靠近进油口1-1端封闭，也可以在靠近出油口4-1端封闭。当温度降低、停止循环泵时，内套管2-2内的导热油与外套管2-1内的导热油进行对流，完成热交换，并在导热油自循环作用下，完成热量交换。
所述外套管2-1的壁厚为3-8mm，在满足换热管2所需刚度的情况下，不降低外套管的换热效率。
外套管2-1内壁与内套管2-2外壁的距离为3-10 mm。以满足换热管流速的设计要求。
采用本发明，当使用循环泵时，导热油依次经进油口1-1、下贯通横管1、换热管2、上贯通横贯4和出油口4-1向用热设备循环，由于内套管2-2一端封闭的，导热油流过外套管2-1内的截面积减小，流速增大，达到设计要求。在循环过程中随着外套管2-1内的导热油温度增加，在对流和辐射的作用下，流入内套管2-2内的导热油与外套管2-1内的导热油进行热交换。当导热油温度降至较低时，关停循环泵，此时导热油经上贯通横管4、换热管2、下贯通横管1进行自循环，内套管2-2内的导热油与外套管2-2内的导热油进行热交换，完成自循环。由于在温度较低时，即可关停循环泵，降低了导热油炉的运行成本。
本发明既可用于卧式导热油炉又可用于立式导热油炉。
Claims (2)
1.一种导热油炉的高效换热炉排，结构中包括并连在下、上贯通横管之间形成炉排状的换热管（2），进油口（1-1）、出油口（4-1）分别设置在下、上贯通横管上，其特征在于所述换热管（2）是复合式套管结构，内套管（2-2）是一端封闭的盲管、借助端头支架（5）定位在外套管（2-1）内壁上，所述换热管（2）的水平倾角为15~25°夹角，外套管（2-1）内壁与内套管（2-2）外壁的距离为3-10 mm。
2.根据权利要求1所述的导热油炉的高效换热炉排，其特征在于所述外套管（2-1）的壁厚为3-8mm。
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