一種使用強化傳熱件的鍋爐的制作方法

本實用新型屬于熱能工程技術領域，尤其涉及一種使用強化傳熱件的鍋爐。

背景技術：

鍋爐是一種生產蒸汽、熱水或加熱其它工作介質(簡稱工質)的熱工技術設備，按結構分為兩大類：鍋殼鍋爐和水管鍋爐。工作原理是通過燃燒煤、油、氣及其他燃料，將化學能轉化為熱能，再通過鍋殼或水管壁將熱能傳遞到另一邊的工質，使之升溫、汽化或過熱以產生所需要的不同狀態的工質，供動力機械、熱能設備或其他設備使用。在本文中，把鍋殼或水管壁吸收燃燒及其產物熱能的一面稱為鍋爐吸熱面，把鍋殼或水管壁釋放熱能加熱工質的一面稱為鍋爐放熱面，吸熱面和放熱面統稱傳熱面；熱煙氣和工作介質統稱流體。

在工業鍋爐領域，我們使用的燃料產生的熱能一開始大部分是在燃燒產生的高溫煙氣里面，一小部分在燃燒過程中變為輻射熱能。要提高鍋爐的熱能利用率，吸熱面吸收熱能的速度和效率必須要高，放熱面傳遞熱量給工質的速度和效率也必須要高。為了達到以上目的，在有的場合傳熱面采用了加強對流傳熱的技術，如傳熱面增加了鰭片或肋片的方式加強其的吸放熱速度，但是熱能的傳遞效率始終不高，尤其在常用對流傳熱方式下，在很多場合并沒有改變傳熱面傳熱過程中，對流傳熱速度為整個熱能傳遞過程中的瓶頸這一問題。

如果有一種技術，可以加強鍋爐中對流傳熱速度，盡最大可能消除熱能傳遞過程中的瓶頸，必將提高鍋爐熱能利用效率。所以有必要進行開發研究，以提供一種新的高效傳熱技術的鍋爐，提高熱能利用效率，以達到鍋爐節能和減少環境污染的目的。

技術實現要素：

為解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種使用強化傳熱件的鍋爐，以提高熱能利用率，以達到鍋爐節能和減少環境污染的目的。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案為：

一種使用強化傳熱件的鍋爐，包括有鍋殼或水管、爐膛或/和熱煙氣通道、以及工作介質；其中，鍋殼或水管壁將爐膛或/和熱煙氣通道與工作介質隔開，并將爐膛或/和熱煙氣通道中的熱量傳遞給工作介質；鍋殼或水管壁的單面或雙面設置有強化傳熱件，強化傳熱件從外表面到內部密布相互連通的小孔。

進一步地，所述強化傳熱件上開有一個或多個向同一方向開口的空腔。

進一步地，所述強化傳熱件的截面為圓形、方形或其它形狀的截面。

進一步地，所述強化傳熱件為凸臺形或平板型。

進一步地，所述強化傳熱件外形頂部截面積≦底部截面積、幾何中心線與底部截面的角度15°-90°。

進一步地，所述鍋殼或水管壁和強化傳熱件通常為高導熱率材料；鍋殼或水管壁通過強化傳熱件吸收熱煙氣中的熱能傳遞給工作介質或吸收熱量后通過強化傳熱件釋放熱量給工作介質時，流體分成無數細流進出強化傳熱件上的密布小孔的過程，對流面積大大增加，同時產生無數的湍流，提高了對流傳熱系數。

相較于現有技術，本實用新型使用強化傳熱件的鍋爐通過強化傳熱件快速吸收熱煙氣里面的熱量或/和通過強化傳熱件快速釋放熱量給被加熱物體，消除了熱量傳遞過程中的瓶頸，以提高了鍋爐熱能利用率，達到鍋爐節能和減少環境污染的目的。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域的技術人員來講，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型強化傳熱件的用于鍋爐的放熱面的原理示意圖；

圖2是本實用新型強化傳熱件的用于鍋爐的吸熱面的原理示意圖；

圖3A-圖3D是本實用新型的強化傳熱件的示意圖；

圖4為吸熱面、放熱面均采用強化傳熱件的原理示意圖。

具體實施方式

本實用新型實施例提供了一種使用強化傳熱的鍋爐，通過設置強化傳熱件，快速吸收熱煙氣里面的熱量并透過鍋殼或水管壁快速傳遞給工質，消除了鍋爐內熱量傳遞過程中的瓶頸，以提高了鍋爐熱能利用率，達到鍋爐節能和減少環境污染的目的。

為使得本實用新型的實用新型目的、特征、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而非全部實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域的技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

本實用新型的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的術語在適當情況下可以互換，這僅僅是描述本實用新型的實施例中對相同屬性的對象在描述時所采用的區分方式。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，以便包含一系列單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于那些單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它單元。

以下分別進行詳細說明。

圖1所示是本實用新型在放熱面使用強化傳熱件的示意圖。本實用新型使用強化傳熱的鍋爐包括有鍋殼或水管壁1、爐膛或/和煙氣通道5-1、工作介質4；其中，鍋殼或水管壁1將熱煙氣通道5-1與工作介質4隔開，并將爐膛或/和熱煙氣通道5-1中的熱量傳遞給工作介質4；鍋殼或水管壁1的放熱面設置有強化傳熱件11-4，強化傳熱件11-4從外表面到內部密布相互連通的孔，強化傳熱件11-4外形頂部截面積≦底部截面積、幾何中心線與底部截面的角度90°。

如圖1所示，其中鍋殼或水管壁1和強化傳熱件11-4通常為高導熱率材料；鍋殼或水管壁1吸收熱煙氣6中的熱能傳遞給強化傳熱件11-4，工作介質流過強化傳熱件11-4時，分成無數細流2進出強化傳熱件11-4上的密布小孔的過程，對流面積大大增加，同時產生無數的湍流3，提高了對流傳熱系數。根據對流傳熱計算公式可知，在流體流量和溫壓相同的情況下，對流傳熱量與面積和對流傳熱系數成正比。因此，強化傳熱件11-4釋放大量熱能給工作介質4，使得相同條件下工作介質吸收熱量大大增加，加快了工作介質的升溫速度，增加了熱量利用效率，達到了節能的目的。

圖2是本實用新型另一實施例在吸熱面使用強化傳熱件的鍋爐示意圖。本實用新型使用強化傳熱的鍋爐包括有鍋殼或水管壁1、爐膛5-2、工作介質4；鍋殼或水管壁1將爐膛5-2與工作介質4隔開，并吸收爐膛5-2中的熱煙氣熱量和輻射熱量傳遞給工作介質4；其中，鍋殼或水管壁1的吸熱面設置有強化傳熱件11-2，強化傳熱件11-2從外表面到內部密布相互連通的孔，強化傳熱件11-2外形頂部截面積≦底部截面積、幾何中心線與底部截面的角度90°。如圖2所示，其中鍋殼或水管壁1和強化傳熱件11-2通常為高導熱率合金材料；熱煙氣6流過強化傳熱件11-2時，分成無數細流9進出強化傳熱件11-2上的密布小孔的過程，對流面積大大增加，同時產生無數的湍流10，提高了對流傳熱系數。根據對流傳熱計算公式可知，在流體流量和溫壓相同的情況下，對流傳熱量與面積和對流傳熱系數成正比。因此，強化傳熱件11-2吸收到大量熱煙氣6中的熱能；另外火焰8產生的輻射熱能7輻射到強化傳熱件11-2上，由于強化傳熱件11-2上密布的小孔和開口的空腔提高了其熱輻射的吸收比，故強化傳熱件11-2吸收到更多的輻射熱能7。強化傳熱件11-2吸收的這些更多的熱能通過鍋殼或水管壁1傳遞給工作介質4，使得相同條件下工作介質吸收熱量大大增加，加快了工作介質的升溫速度，降低了熱煙氣的排放溫度，達到了節能的目的。

圖3A-圖3D所示為強化傳熱件的四種具體實施形式，當然，不限于這四種形狀，其他不規則形狀也可以。其中，強化傳熱件1-1、1-2的幾何中心線與底部截面的角度為90°，強化傳熱件1-2開有多個空腔。而強化傳熱件1-3幾何中心線與底部截面的角度為小于90°。強化傳熱件1-4外形為圓形且沒有中心空腔。具體實施中，外形、空腔、密布的小孔形狀、中心線角度等要素均可以根據滿足強化傳熱的具體情況進行改變，不局限于這幾種形狀，可以有更多的形式。

圖4為本實用新型又一實施例，在鍋爐的吸熱面和放熱面均設置有強化傳熱件，其集中了圖1和圖2快速吸收熱量和釋放熱量的優點，產生更好的節能效果。

本實用新型方法創造出一個適合熱工技術領域鍋爐內強化熱傳遞的技術方案。可以改變很多種鍋爐的熱能使用效率，產生明顯的節能效果。

綜上所述，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照上述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對上述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。