CN207279582U - 刺刀式夹套换热管太阳能光热发电蒸汽发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种刺刀式夹套换热管太阳能光热发电蒸汽发生器，包括壳程筒体，在壳程筒体设置有多组刺刀式夹套换热管，每组刺刀式夹套换热管由夹套换热管内管、夹套换热管外管以及夹套换热管外管管帽组成。本实用新型通过壳程筒体内刺刀式夹套换热管的设置，使高温工质在夹套换热管内、外管间的环形夹套间流动，大大提高了流体的湍动程度，强化了传热，而且流体在刺刀式换热管的同一端进出，所有的进出口管都集中在刺刀式夹套蒸汽发生器的同一端，整个管板横截面上温度分布均匀，管板温差应力小，同时，刺刀式夹套换热管的一端是可以自由膨胀的，没有约束，故可以不用考虑管壳程的热膨胀差，且刺刀式夹套换热管每根都是独立的，检修和更换方便简单。

Description

刺刀式夹套换热管太阳能光热发电蒸汽发生器

技术领域

本实用新型属于新能源设备技术领域，特别涉及一种刺刀式夹套换热管太阳能光热发电蒸汽发生器。

背景技术

在光热发电装置中，蒸汽发生器是核心设备之一，通过合适的高温工质（如熔盐）在蒸汽发生器中加热水，形成相态上的变化，产生蒸汽驱动汽轮发电机。其基本工作原理为：高温工质与锅炉给水通过夹套换热管对流传热，水吸收热量产生相变产生水蒸气。

现有光热发电装置中的蒸汽发生器一般采用固定管板式管壳换热器或U型管式换热器的结构形式，其主要特点及问题如下：

1）固定管板式蒸汽发生器，当管侧为高温熔盐时，需要采用壳程带膨胀节结构；特别是高压时，膨胀节是一个设计和制造上的难点。当管侧为高压水时，易结垢，且管内较难清洗，且高压下的双管箱成本高。

2）当采用U型管换热器的结构形式，若管侧为高温熔盐时，管侧进出口的温差大，势必会造成管板较大的温差应力；若管程走高压水，即会产生同上条同样的问题。且U型管结构形式，中心区域不能排管，设备直径大，经济性较低。

3）采用U型管其他排管方式，例如梅花形排管或U型水平、竖直交叉排管，这样可以解决管板温差应力较大的问题。但梅花型排管设计、制造难度较大，换热管的检修和更换较困难。U型水平、竖直交叉排管不如梅花型的温度分布均匀。总体看，这两种排管方式的空间利用率都不高，设备直径都需较大，经济性较低。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能有效解决管、壳程热膨胀差大引起的位移及管板温差应力，且排管空间利用率高、结构紧凑、设计与制造简单、检修与更换换热管容易的刺刀式夹套换热管太阳能光热发电蒸汽发生器。

本实用新型的技术方案是这样实现的：刺刀式夹套换热管太阳能光热发电蒸汽发生器，包括壳程筒体、管箱筒体、壳程封头以及管箱封头，在所述管箱封头上设置有管程进口，在所述管箱筒体上设置管程出口，所述管箱筒体通过管板与壳程筒体连接，在所述壳程筒体下部设置有壳程进口，在所述壳程筒体上部设置有壳程出口，其特征在于：在所述壳程筒体设置有多组刺刀式夹套换热管，每组刺刀式夹套换热管由夹套换热管内管、夹套换热管外管以及夹套换热管外管管帽组成，所述夹套换热管内管端部***至夹套换热管外管内形成刺刀式结构，在所述夹套换热管内管与夹套换热管外管之间形成用于高温工质流动的环形空间，所述夹套换热管内管另一端穿过管箱筒体与管程进口连通，所述夹套换热管外管穿过管板与管程出口连通。

本实用新型所述的刺刀式夹套换热管太阳能光热发电蒸汽发生器，其所述管箱筒体通过管箱法兰与管箱封头连接。

本实用新型所述的刺刀式夹套换热管太阳能光热发电蒸汽发生器，其在所述壳程筒体内沿其轴向设置有若干与壳程筒体内壁连接的折流板。

本实用新型通过壳程筒体内刺刀式夹套换热管的设置，使高温工质在夹套换热管内、外管间的环形夹套间流动，大大提高了流体的湍动程度，强化了传热，而且流体在刺刀式换热管的同一端进出，所有的进出口管都集中在刺刀式夹套蒸汽发生器的同一端，整个管板横截面上温度分布均匀，管板温差应力小，同时，刺刀式夹套换热管的一端是可以自由膨胀的，没有约束，故可以不用考虑管壳程的热膨胀差，并且刺刀式夹套换热管每根都是独立的，检修和更换较为方便简单。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中标记：1为壳程筒体，2为管箱筒体，3为壳程封头，4为管箱封头，5为管程进口，6为管程出口，7为管板，8为壳程进口，9为壳程出口，10为夹套换热管内管，11为夹套换热管外管，12为夹套换热管外管管帽，13为管箱法兰，14为折流板。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种刺刀式夹套换热管太阳能光热发电蒸汽发生器，包括壳程筒体1、管箱筒体2、壳程封头3以及管箱封头4，所述管箱筒体2通过管箱法兰13与管箱封头4连接，所述壳程筒体与壳程封头组合成壳程壳体，通过管板7与管箱筒体2连接，形成整个设备外壳，在所述管箱封头4上设置有管程进口5，在所述管箱筒体2上设置管程出口6，在所述壳程筒体1下部设置有壳程进口8，在所述壳程筒体1上部设置有壳程出口9，在所述壳程筒体1内沿其轴向设置有若干与壳程筒体1内壁连接的折流板14。

其中，在所述壳程筒体1设置有多组刺刀式夹套换热管，每组刺刀式夹套换热管由夹套换热管内管10、夹套换热管外管11以及夹套换热管外管管帽12组成，所述夹套换热管内管10端部***至夹套换热管外管11内形成刺刀式结构，在所述夹套换热管内管10与夹套换热管外管11之间形成用于高温工质流动的环形空间，所述夹套换热管内管10另一端穿过管箱筒体2与管程进口5连通，所述夹套换热管外管11穿过管板7与管程出口6连通。高温工质从管程进口进入夹套换热管内管，流动至夹套换热管外管，再通过管程出口送至下游设备，锅炉给水从壳程进口进入，再流经折流板改变流体流动方向，从而实现换热管内外管程介质与壳程介质的对流传热。

本实用新型具有所有类型U型管蒸汽发生器的优点，即刺刀式夹套换热管的一端是可以自由膨胀的，没有约束，故可以不用考虑管壳程的热膨胀差；避免了普通水平或垂直弯管U型管换热器管程进出口温差大造成的管板较大温差应力，克服了U型管换热器中心区域不能排管的缺陷，且较U型梅花型换热器在排管设计与制造、换热管检修与更换上更容易。

本实用新型具有固定管板式蒸汽发生器的优点，即布管紧凑、每根换热管独立，中心区域可以全部布管，故在同样的换热面积下，所需设备直径小，耗材和占地面积小，经济合理性高。固定管板式蒸汽发生器管程、壳程热膨胀差大，必须采用壳程膨胀节结构，由于锅炉给水为高压，故壳程的高压膨胀节是一个设计和制造上的难点，且在实际运行中也容易出现疲劳损坏。刺刀式夹套换热管蒸汽发生器的一端是可以自由膨胀的，没有约束，故可以不用考虑管壳程的热膨胀差。固定管板式换热器的高压双管箱，材料消耗大，成本较高，而刺刀式夹套换热管蒸汽发生器采用流体在刺刀式换热管的同一端进出，所有的进出口管都集中在同一端，故只需要设置一个管箱，占用空间小，经济性高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.刺刀式夹套换热管太阳能光热发电蒸汽发生器，包括壳程筒体（1）、管箱筒体（2）、壳程封头（3）以及管箱封头（4），在所述管箱封头（4）上设置有管程进口（5），在所述管箱筒体（2）上设置管程出口（6），所述管箱筒体（2）通过管板（7）与壳程筒体（1）连接，在所述壳程筒体（1）下部设置有壳程进口（8），在所述壳程筒体（1）上部设置有壳程出口（9），其特征在于：在所述壳程筒体（1）设置有多组刺刀式夹套换热管，每组刺刀式夹套换热管由夹套换热管内管（10）、夹套换热管外管（11）以及夹套换热管外管管帽（12）组成，所述夹套换热管内管（10）端部***至夹套换热管外管（11）内形成刺刀式结构，在所述夹套换热管内管（10）与夹套换热管外管（11）之间形成用于高温工质流动的环形空间，所述夹套换热管内管（10）另一端穿过管箱筒体（2）与管程进口（5）连通，所述夹套换热管外管（11）穿过管板（7）与管程出口（6）连通。

2.根据权利要求1所述的刺刀式夹套换热管太阳能光热发电蒸汽发生器，其特征在于：所述管箱筒体（2）通过管箱法兰（13）与管箱封头（4）连接。

3.根据权利要求1或2所述的刺刀式夹套换热管太阳能光热发电蒸汽发生器，其特征在于：在所述壳程筒体（1）内沿其轴向设置有若干与壳程筒体（1）内壁连接的折流板（14）。