一种窄间隙强化传热复合套管结构的制作方法

本申请涉及锅炉技术，具体地涉及一种窄间隙强化传热复合套管结构。

背景技术：

1、传统锅炉和热交换设备的传热部件通常采用圆管结构，这种结构已经使用了很长一段时间。然而，这种传统结构存在一系列挑战和局限性，传统锅炉中，高温烟气被用来冲刷圆管以传递热量，然而，由于圆管的结构和低流速，烟气对传热管的冲刷效果并不理想。且由于流体在圆管内的流速相对较低，流场往往变得相对粗糙和无组织，这种粗糙的流动模式导致了流体中较厚的烟气边界层，导致热阻较大大，传热效率低。

技术实现思路

1、为了克服以上的技术缺陷，本申请提供一种窄间隙强化传热复合套管结构。

2、一种窄间隙强化传热复合套管结构，包括内管以及套设在内管外部的外管，所述内管和外管之间预留有窄间隙夹层，所述窄间隙夹层内设有扰流装置。

3、优选地，所述扰流装置采用第一金属钢丝制成，所述第一金属钢丝通过分段点焊方式固定缠绕在内管外侧且第一金属钢丝呈螺旋状。

4、优选地，所述第一金属钢丝的直径比窄间隙夹层宽度少0.5mm。

5、优选地，所述扰流装置为设置在外管内壁上的内凸螺纹，所述内凸螺纹由外管外壁通过挤压成外凹螺纹形成。

6、优选地，所述外凹螺纹的螺纹深度比窄间隙夹层宽度少0.5mm，且内凸螺纹的螺距大于外管内径周长。

7、优选地，所述扰流装置为设置在内管外壁上的螺旋翅片。

8、优选地，所述螺旋翅片的外径小于外管内径，且所述螺旋翅片的螺距大于外管内径周长。

9、优选地，所述扰流装置为若干环形分布在内管外圆周上的第二金属钢丝，所述第二金属钢丝平行于内管轴心布置且通过分段点焊方式固定在内管外壁。

10、优选地，所述第二金属钢丝的直径比窄间隙夹层宽度少0.5mm。

11、本申请的一种窄间隙强化传热复合套管结构与传统技术相比：本申请在内管和外管之间预留小于5mm的窄间隙夹层，高温气流从窄间隙夹层流过，对内管和外管进行对流传热。其中窄间隙强化传热复合套管结构可有效降低传热边界层厚度，通过设置扰流装置可增强扰动，强化层流传热和湍流传热，传热效果较传统结构可提高3～5倍，有效降低金属钢耗，且窄间隙强化传热复合套管结构简单，加工和装配工艺便捷。

技术特征：

1.一种窄间隙强化传热复合套管结构，其特征在于，包括内管(1)以及套设内管(1)外部的外管(2)，所述内管(1)和外管(2)之间预留有窄间隙夹层(3)，所述窄间隙夹层(3)内设有扰流装置。

2.根据权利要求1所述的一种窄间隙强化传热复合套管结构，其特征在于，所述扰流装置采用第一金属钢丝(4)制成，所述第一金属钢丝(4)通过分段点焊方式固定缠绕在内管(1)外侧且第一金属钢丝(4)呈螺旋状，其螺距大于外管(2)内径周长。

3.根据权利要求2所述的一种窄间隙强化传热复合套管结构，其特征在于，所述第一金属钢丝(4)的直径比窄间隙夹层(3)宽度少0.5mm。

4.根据权利要求1所述的一种窄间隙强化传热复合套管结构，其特征在于，所述扰流装置为设置在外管(2)内壁上的内凸螺纹(5)，所述内凸螺纹(5)由外管(2)外壁通过挤压成外凹螺纹(6)形成。

5.根据权利要求4所述的一种窄间隙强化传热复合套管结构，其特征在于，所述外凹螺纹(6)的螺纹深度比窄间隙夹层(3)宽度少0.5mm，且内凸螺纹(5)的螺距大于外管(2)内径周长。

6.根据权利要求1所述的一种窄间隙强化传热复合套管结构，其特征在于，所述扰流装置为设置在内管(1)外壁上的螺旋翅片(7)。

7.根据权利要求6所述的一种窄间隙强化传热复合套管结构，其特征在于，所述螺旋翅片(7)的外径小于外管(2)内径，且所述螺旋翅片(7)的螺距大于外管(2)内径周长。

8.根据权利要求1所述的一种窄间隙强化传热复合套管结构，其特征在于，所述扰流装置为若干环形分布在内管(1)外圆周上的第二金属钢丝(8)，所述第二金属钢丝(8)平行于内管(1)轴心布置且通过分段点焊方式固定在内管(1)外壁。

9.根据权利要求8所述的一种窄间隙强化传热复合套管结构，其特征在于，所述第二金属钢丝(8)的直径比窄间隙夹层(3)宽度少0.5mm。

技术总结
本申请公开了一种窄间隙强化传热复合套管结构，包括内管以及套设在内管外部的外管，所述内管和外管之间预留有窄间隙夹层，所述窄间隙夹层内设有扰流装置。本申请与现有技术相比：本申请通过设置扰流装置可增强扰动，强化层流传热和湍流传热，传热效果较传统结构可提高3～5倍，有效降低金属钢耗，且窄间隙强化传热复合套管结构简单，加工和装配工艺便捷。

技术研发人员：张鄂婴,姚焕乐,李秋梅,王思远,郑晴晴,岳东阳,刘小敏,杜昌品,皇甫常凯,段绪强
受保护的技术使用者：江苏四方清洁能源装备制造有限公司
技术研发日：20231011
技术公布日：2024/9/17