夾層徑向相變抑制傳熱管器件及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及熱交換器的傳熱領域，特別是涉及一種夾層徑向相變抑制傳熱管器件及其制造方法。
【背景技術】
[0002]目前在石油、化工、冶金、火力發(fā)電等各個領域，涉及到燃燒爐或鍋爐的余熱回收與綜合利用等節(jié)能改造，需要大量的空氣預熱器和余熱鍋爐，常規(guī)所用的空氣預熱器為翅片管式氣氣熱交換器(也稱為省煤器)，管外走清潔空氣，管內走煙氣，由于煙氣溫度高，含有大量水蒸氣及二氧化硫等氣體，煙氣通過換熱器的換熱管，將熱量通過管壁和外壁上的翅片傳導給流經外壁的冷空氣，冷空氣升溫，煙氣降溫，通常通過換熱管的煙氣溫度降低較大，且因熱負荷的變動，很難控制煙氣排放溫度在露點以上，因此容易在管壁上結露形成酸性液體，腐蝕管體材料，再加上熱應力等而使設備很快損壞，且容易使煙氣與空氣混合，造成燃燒效率的降低，難以達成節(jié)能降耗的目的。對于余熱鍋爐，翅片管外走煙氣，管內通水，若因煙氣控溫的困難，使管體材料腐蝕，而導致漏水等事故。為了解決這些問題，國內也開始大量使用熱管換熱器來代替翅片管式氣氣熱交換器，通常使用的是鋼水熱管，由于煙氣溫度在300?500攝氏度，而鋼水熱管的工作溫度超過250攝氏度，內部壓力高達40個大氣壓，因此常常出現爆管現象，同時鋼水熱管在高溫時，水與鋼發(fā)生反應而產生氫氣，使熱管逐漸失效，因此熱管余熱回收的氣氣熱交換器通常在I?2年就要更換熱管，熱管換熱器成本高，體積大，壽命短，因此急需開發(fā)一種傳熱速率快、均溫性能好、結構簡單、使用方便、體積小、重量輕、安全可靠的高效傳熱器件。

【發(fā)明內容】

[0003]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種夾層徑向相變抑制傳熱管器件及其制造方法，用于解決現有技術中采用翅片管作為熱交換器件的煙氣-空氣熱交換器，因導熱性能和溫度均勻性差，溫差大，控溫困難而造成的煙氣結露腐蝕問題；以及采用熱管作為熱交換部件而導致的結構復雜，體積大，成本高，熱管在高溫下容易失效和爆管，使用壽命短等問題。
[0004]為實現上述目的，本發(fā)明提供一種夾層徑向相變抑制傳熱管器件，所述夾層徑向相變抑制傳熱管器件包括:外套管、內套管及密封結構；
[0005]所述外套管套置于所述內套管外圍，所述外套管與所述內套管之間形成有間隙結構，所述間隙結構內填充有工作介質；
[0006]所述外套管上設有至少一道第一溝槽，所述內套管上設有至少一道第二溝槽；所述第一溝槽與所述第二溝槽對應設置；
[0007]所述密封結構位于所述外套管及所述內套管的兩端，且固定于所述外套管與所述內套管之間，以將所述外套管及所述內套管固定，并將所述間隙結構密封。
[0008]作為本發(fā)明的夾層徑向相變抑制傳熱管器件的一種優(yōu)選方案，所述密封結構包括封堵頭。
[0009]作為本發(fā)明的夾層徑向相變抑制傳熱管器件的一種優(yōu)選方案，所述密封結構包括封堵頭及充裝封頭；所述封堵頭與所述充裝封頭分別位于所述外套管及所述內套管的兩端。
[0010]作為本發(fā)明的夾層徑向相變抑制傳熱管器件的一種優(yōu)選方案，所述充裝封頭內設有充裝孔，所述充裝孔沿所述內套管及所述外套管的軸向貫穿所述充裝封頭；所述充裝封頭內設有充裝孔堵頭以封堵所述充裝孔。
[0011]作為本發(fā)明的夾層徑向相變抑制傳熱管器件的一種優(yōu)選方案，所述密封結構包括第一端及第二端；所述第一端的厚度小于或等于所述間隙結構的寬度，所述第二端的厚度大于所述間隙結構的寬度；所述第一端固定于所述外套管及所述內套管之間。
[0012]作為本發(fā)明的夾層徑向相變抑制傳熱管器件的一種優(yōu)選方案，所述第一溝槽位于所述外套管的外壁上，且所述第一溝槽的長度方向沿所述外套管的周向延伸，并環(huán)繞所述外套管一周；所述第二溝槽位于所述內套管的外壁上，且所述第二溝槽的長度方向沿所述內套管的周向延伸，并環(huán)繞所述內套管一周。
[0013]作為本發(fā)明的夾層徑向相變抑制傳熱管器件的一種優(yōu)選方案，所述第一溝槽的深度及所述第二溝槽的深度均為0.5mm?1.5mm ;所述第一溝槽的最大寬度及所述第二溝槽的最大寬度均為3mm?7mm。
[0014]作為本發(fā)明的夾層徑向相變抑制傳熱管器件的一種優(yōu)選方案，所述外套管的外壁上設有軸向散熱翅片。
[0015]作為本發(fā)明的夾層徑向相變抑制傳熱管器件的一種優(yōu)選方案，所述外套管的外壁上設有徑向散熱翅片。
[0016]作為本發(fā)明的夾層徑向相變抑制傳熱管器件的一種優(yōu)選方案，所述外套管及所述內套管均為變徑管。
[0017]作為本發(fā)明的夾層徑向相變抑制傳熱管器件的一種優(yōu)選方案，所述外套管與所述內套管同軸分布。
[0018]作為本發(fā)明的夾層徑向相變抑制傳熱管器件的一種優(yōu)選方案，所述外套管與所述內套管均為耐高溫不銹鋼管。
[0019]作為本發(fā)明的夾層徑向相變抑制傳熱管器件的一種優(yōu)選方案，位于所述外套管及所述內套管兩端的所述密封結構的中心線位于同一軸心線上。
[0020]本發(fā)明還提供一種夾層徑向相變抑制傳熱管器件的制造方法，所述制造方法包括:
[0021]提供具有不同內徑的外套管及內套管，將所述外套管套置于所述內套管外圍，所述外套管與所述內套管之間形成間隙結構；
[0022]使用封堵頭將所述間隙結構的一端封堵；
[0023]使用設有充裝孔的充裝封頭將所述間隙結構的另一端封堵；
[0024]通過所述充裝孔向所述間隙結構內充入工作介質；
[0025]使用充裝孔堵頭將所述充裝孔封堵，以將注入有工作介質的間隙結構密封。
[0026]如上所述，本發(fā)明的夾層徑向相變抑制傳熱管器件及其制造方法，具有以下有益效果:
[0027]1.采用夾層套管式結構且套管內充裝工作介質，提高了傳熱期間的快速導熱特性和均溫性能，增大了傳熱器件的外表面積。
[0028]2.外套管套置于內套管外圍，并將兩端封堵以在外套管與內套管之間形成封閉空間，并在封閉空間內充入工作介質，又所述外套管及內套管均為耐高溫不銹鋼管或鍋爐鋼，提高了傳熱管器件的結構強度和可靠性，以及使用的方便性(與普通管子的結構類似，有管內和管外構成)；
[0029]3.外套管及內套管上設置有溝槽，所述溝槽可以緩解或消除傳熱管器件本身以及傳熱管器件與熱交換器管板之間的熱膨脹應力問題，可以避免管子熱脹冷縮造成固定管子兩端的管板破損，減少設備的損壞；
[0030]4.外套管的外壁上設有散熱翅片，增大了外套管的換熱面積，提高了換熱效率；
[0031]5.外套管及內套管均為變徑管，可以擴大其應用范圍和增強其換熱強度。
【附圖說明】
[0032]圖1顯示為本發(fā)明實施例一中提供的夾層徑向相變抑制傳熱管器件的結構示意圖。
[0033]圖2顯示為圖1中A區(qū)域的局部放大圖。
[0034]圖3顯示為圖1中B區(qū)域的局部放大圖。
[0035]圖4顯示為圖1中沿CC方向的剖面結構示意圖。
[0036]圖5顯示為本發(fā)明實施例二中提供的夾層徑向相變抑制傳熱管器件的結構示意圖。
[0037]圖6顯示為圖5的左視圖。
[0038]圖7顯示為本發(fā)明實施例三中提供的夾層徑向相變抑制傳熱管器件的結構示意圖。
[0039]圖8顯示為圖7的左視圖。
[0040]圖9顯示為本發(fā)明實施例四中提供的夾層徑向相變抑制傳熱管器件的結構示意圖。
[0041]圖10顯示為本發(fā)明實施例五中提供的夾層徑向傳熱器件的制造方法的流程圖。
[0042]元件標號說明
[0043]I外套管
[0044]11 第一溝槽
[0045]2工作介質
[0046]3內套管
[0047]31 第二溝槽
[0048]4 封堵頭
[0049]5充裝孔
[0050]6充裝孔堵頭
[0051]7充裝封頭
[0052]8軸向散熱翅片
[0053]9徑向散熱翅片