一種鍋爐水冷壁內螺紋管的製作方法

2023-06-21 11:13:16

專利名稱：一種鍋爐水冷壁內螺紋管的製作方法
技術領域：
一種鍋爐水冷壁內螺紋管技術領域[0001 ] 本實用新型涉及一種用於鍋爐水冷壁的內螺紋管。
背景技術：
[0002]我國一次能源消耗以煤炭為主，燃煤發電量佔總發電量的75%左右。由於電力是最大的煤炭用戶，提高燃煤電廠的效率是提高煤炭利用率一個主要途徑。[0003]當前我國發電站在朝著高參數、大容量和大型化的超超臨界機組方向發展。在600 MW及其以上容量的電站鍋爐中，絕大部分的水冷壁系統都採用內螺紋管來強化傳熱和推遲傳熱惡化。當工質在內螺紋管中流動時，由於管內螺紋的存在，工質在向前流動的同時還伴隨著旋轉運動。工質的旋轉運動產生離心力將處於管子中心部分的冷流體不斷推向管壁， 從而達到強化換熱和推遲傳熱惡化的目的。[0004]目前已經在電站鍋爐上使用過多種內螺紋管，螺紋的頭數、螺旋角度，齒高(深) 等參數各不相同，但螺紋齒的截面形狀幾乎都是矩形或形狀接近矩形的梯形，這直接造成了內螺紋管相對於光管具有更大的流動阻力。這一點在採用內螺紋管螺旋管圈形式的水冷壁時更為明顯。因此，在保證水冷壁工作安全的前提下，減小內螺紋管的流動阻力極具工程實際意義。[0005]目前國外已經在這一方向上取得了較大進展，但引進費用昂貴，這又大大凸顯了對內螺紋管進行深入研究的必要性。發明內容[0006]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種新型換熱用的內螺紋管，其主要應用於大型(600MW及其以上)電站鍋爐水冷壁，在保證具有充分傳熱能力和水冷壁安全工作的條件下，具有較小的流動阻力，以克服現有內螺紋管的部分缺點。[0007]為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是提供了一種鍋爐水冷壁內螺紋管， 包括管體和螺紋齒，螺紋齒沿著管·體內壁以螺旋前進的方式布置，其特徵在於螺紋齒在管體橫截面上的形狀為梯形，每個螺紋齒的梯形底部至相鄰兩個螺紋齒中心線的距離限定在Omm I(P-S)mm的範圍內，其中，P為螺紋齒的螺距，S為螺紋齒的頂寬。O[0008]優選地，所述管體的外徑DO限定在20mm 40mm的範圍內，大內徑Da限定在 IOmm 30mm的範圍內，小內徑Dis限定在IOmm 25mm的範圍內，其中，小內徑Dis是指所述管體橫截面圓心至所述螺紋齒頂部平面的距離。[0009]優選地，所述螺紋齒的螺旋升角α限定在30° 60°的範圍內。[0010]優選地，所述螺紋齒在所述管體的任意截面上都是等間距布置。[0011]優選地，所述螺紋齒在所述管體的截面上等間距布置的個數為4或6(即4頭螺紋或6頭螺紋)。[0012]優選地，所述螺紋齒的螺距P限定在IOmm 20mm的範圍內，所述螺紋齒的高度H限定在O. 5mm Imm的範圍內，所述螺紋齒的頂寬S限定在3mm IOmm的範圍內。[0013]優選地，所述螺紋齒按順時針方向發展，或按逆時針方向發展。[0014]在上述技術方案中，本實用新型不是採用傳統的矩形螺紋齒，而是採用底部較寬的梯形螺紋齒，並將梯形螺紋齒的底部寬度限定在合理的範圍內，相當於工質在內螺紋管內向前流動時，在沿著圓形管壁且在垂直於螺紋齒延伸方向的方向上，工質連續越過的不是矩形障礙而是頂部較窄、底部較寬的梯形障礙，這顯然能夠有效地減小流動阻力。在其它幾何參數相同的條件下，這樣的螺紋齒能夠保證在管子強化傳熱能力幾乎不變的情況下具有更小的流動阻力。[0015]更進一步地，在上述技術方案中，本實用新型由於將螺紋頭數、螺紋齒螺旋升角、 螺紋齒高度和螺紋齒頂寬限定在合理的範圍內，當工質在內螺紋管內流動時，螺紋齒迫使工質以較快的速度繞著圓形管壁旋轉，足以使管子中心部分的冷工質在旋轉運動中由於離心力作用甩到壁面上，大大改善了管子的冷卻能力，從而達到強化傳熱和推遲傳熱惡化的目的。[0016]當本實用新型應用到大型電站鍋爐上時，由於爐膛幾何尺寸較大，所產生的減少水泵電耗的效果也更加明顯，對於螺旋管圈水冷壁這一效果最為突出。


[0017]圖1為本實用新型所述內螺紋管的結構示意圖；[0018]圖2為實施例1中所述內螺紋管的內部結構圖；[0019]圖3為本實用新型所述螺紋齒梯形底部被限制範圍示意圖；[0020]圖4為實施例2中所述內螺紋管的內部結構圖。
具體實施方式
[0021]為使本實用新型更明顯易懂，茲以優選實施例，並配合附圖作詳細說明如下。[0022]實施例1[0023]參見圖1及圖2，本實施例所公開的一種鍋爐水冷壁內螺紋管，其包括管體和螺紋齒。其中，管體的外徑Dtl為32mm，大內徑0&為22mm，小內徑Dis為20mm。螺紋齒沿著管體內壁以螺旋前進(上升)的方式布置。螺紋齒的螺旋升角α為30°。螺紋齒在管體的任意截面上都是等間距布置，且螺紋齒在管體截面上等間距布置的個數是4 (即4頭螺紋)。螺紋齒的螺距P為27mm ;螺紋齒的高度H為1mm。螺紋齒在管體橫截面上的形狀為梯形。梯形螺紋齒的頂寬S為6mm ；螺紋齒梯形底部至相鄰兩個螺紋齒中心線的距離限定在O mm 5)_的範圍內，如圖3的黑色陰影部分所示(在圖3中，豎直線為螺紋齒中心線，橫O線為管體軸線)，這裡選定該距離為5. 5_。螺紋齒按逆時針方向發展。[0024]實施例2[0025]本實施例與實施例1的區別在於將螺紋齒梯形底部至相鄰兩個螺紋中心線的距離限定在0mm(即相鄰兩個螺紋齒之間的凹槽為倒錐型)，其它條件均不變，如圖4所示。[0026]本文應用具體實例對本實用新型的原理和實施方式進行闡述，但並不應作為對本實用新型保護的限定。任何在本實用新型所保護原則之內的修改和改進均在本實用新型權利要求所保護的範圍之內。
權利要求1.一種鍋爐水冷壁內螺紋管，包括管體和螺紋齒，螺紋齒沿著管體內壁以螺旋前進的方式布置，其特徵在於螺紋齒在管體橫截面上的形狀為梯形，每個螺紋齒的梯形底部至相鄰兩個螺紋齒中心線的距離限定在O mm I(P-S)Dira的範圍內，其中，P為螺紋齒的螺距，SO為螺紋齒的頂寬。
2.如權利要求1所述的一種鍋爐水冷壁內螺紋管，其特徵在於所述管體的外徑Dtl限定在20mm 40mm的範圍內，大內徑Dilj限定在IOmm 30mm的範圍內，小內徑Dis限定在 IOmm 25mm的範圍內，其中，小內徑Dis是指所述管體橫截面圓心至所述螺紋齒頂部平面的距離。
3.如權利要求1所述的一種鍋爐水冷壁內螺紋管，其特徵在於所述螺紋齒的螺旋升角α限定在30° 60°的範圍內。
4.如權利要求1所述的一種鍋爐水冷壁內螺紋管，其特徵在於所述螺紋齒在所述管體的任意截面上都是等間距布置。
5.如權利要求4所述的一種鍋爐水冷壁內螺紋管，其特徵在於所述螺紋齒在所述管體的截面上等間距布置的個數為4或6。
6.如權利要求1所述的一種鍋爐水冷壁內螺紋管，其特徵在於所述螺紋齒的螺距P 限定在IOmm 20mm的範圍內，所述螺紋齒的高度H限定在O. 5mm Imm的範圍內，所述螺紋齒的頂寬S限定在3mm IOmm的範圍內。
7.如權利要求1所述的一種鍋爐水冷壁內螺紋管，其特徵在於所述螺紋齒按順時針方向發展，或按逆時針方向發展。
專利摘要本實用新型涉及一種鍋爐水冷壁內螺紋管，包括管體和螺紋齒，螺紋齒沿著管體內壁以螺旋前進的方式布置，其特徵在於螺紋齒在管體橫截面上的形狀為梯形，每個螺紋齒的梯形底部至相鄰兩個螺紋齒中心線的距離限定在的範圍內，其中，P為螺紋齒的螺距，S為螺紋齒的頂寬。當本實用新型應用到大型電站鍋爐上時，由於爐膛幾何尺寸較大，所產生的減少水泵電耗的效果也更加明顯，對於螺旋管圈水冷壁這一效果最為突出。
文檔編號F22B37/10GK202852785SQ20122043870
公開日2013年4月3日 申請日期2012年8月30日 優先權日2012年8月30日
發明者閆凱, 張翔, 烏曉江, 張建文 申請人:上海鍋爐廠有限公司