一种用于垃圾焚烧烟气换热器的底部膨胀及密封结构

技术领域

本发明属于换热器设备领域，涉及一种用于垃圾焚烧烟气换热器的底部膨胀及密封结构。

背景技术

垃圾电厂焚烧烟气量远小于煤电厂烟气量，且烟气成分有差异。普通的换热器并不适用于垃圾焚烧低温烟气换热。在现有的排放标准下，垃圾电厂为适应越来越严格的排放标准，烟气净化系统需要提标改造。提标改造的重要方向之一在于降低二氧化硫的排放值，在现有的工艺基础上，增加湿法设备必不可少。湿法设备具有特定的使用温度，烟囱烟气排放温度也有相应的标准，为满足条件，需要利用换热器来进行烟气热量的二次分配。目前，垃圾电厂中使用的烟气换热器均为氟塑料换热器，氟塑料换热器的优点在于可以避免烟气在低温条件下造成的设备腐蚀问题，使用寿命长。

氟塑料换热器内的换热管常见材质为聚四氟乙烯，聚四氟乙烯的线性热膨胀系数大约在10-12×10^

专利CN 208547279 U描述了一种气-气氟塑料换热器的底板结构形式，该方案采用氟塑料板隔离烟气，氟塑料板上开孔，换热管穿在板孔内，形成管与底部边框之间的柔性连接，可以地抵消热膨胀移位。但是整个底部结构的密封与柔性连接只依靠单层氟塑料板，在长久的使用过程中，单层板形成的密封效果会减弱。

专利CN 208547283 U描述了一种气气氟塑料换热器底部双挠性补偿器方案。该方案在换热器的外壳上设置导轨，导轨与膨胀补偿器连接，膨胀补偿器分两段设置在管板上下面用来带动管板滑动，换热管插在管板上。当换热管膨胀时带动管板运动，膨胀补偿器上部被拉伸，下部被压缩，管板在导轨上滑动，实现热膨胀位移的补偿。虽然方案在换热器底部结构上做了设计优化，利用了导轨和膨胀补偿器实现了热膨胀补偿。但是，该结构处于底部低温端，对热膨胀补偿器耐腐蚀的要求的极高，同时需要考虑整个设备的重量对补偿器带来的强度和性能问题，实现难度大。

发明内容

解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提出一种用于垃圾焚烧烟气换热器的底部膨胀及密封结构，用来解决换热器底部原烟气出口与净烟气入口交汇处的密封问题，防止原烟气与净烟气互窜，影响换热效率；同时补偿氟塑料换热管在热胀冷缩过程中的伸缩位移，防止换热管损坏，影响设备运行可靠性。

技术方案：一种用于垃圾焚烧烟气换热器的底部膨胀及密封结构，包括若干根换热管、与换热管相同数量的波纹管、氟塑料板；所述氟塑料板上设有与换热管相同数量的开孔，所述氟塑料板上开孔处设有折边，所述波纹管包括上直管段、波纹段和下直管段，波纹段设于上直管段与下直管段之间，且下直管段内径小于上直管段内径；所述上直管段的上端口处设有外翻边，且该外翻边与上直管段的管壁贴合，所述波纹管的上直管段插入所述开孔内，且氟塑料板开孔折边位于上直管段的外翻边与波纹段之间，所述换热管插入波纹管内，波纹管上直管段的内壁与换热管的外壁紧密贴合，下直管段抱紧换热管，所述换热管下端口处设有外翻边，且该外翻边与换热管的管壁贴合，

进一步优选，所述氟塑料板开孔折边朝向下翻折，且折边与波纹管上直管段的外壁紧密贴合。

进一步优选，所述上直管段的外翻边长度L1≥50mm，下直管段总长L3≥30mm。

进一步优选，所述氟塑料板开孔处折边的长度H1≥20mm。

进一步优选，所述波纹管下直管段的下端口与换热管外翻边之间的距离L4≥20mm。

进一步优选，所述换热管下端口处的外翻边的长度H2≥50mm。

有益效果：

1、本发明在换热管与氟塑料板折边之间增加一层波纹管，避免了换热管与氟塑料板折边直接接触，波纹管长度远小于换热管，因热胀冷缩产生的伸缩量可忽略，波纹管避免换热管与氟塑料板折边之间在伸缩过程中因直接接触产生的损耗，尤其是氟塑料板折边的蠕变摩擦损耗，延长了氟塑料板的使用寿命。

2、本发明中的波纹管结构特殊，利用上、下直管段的内径设计差异，使得换热管与上、下直管段均具有抱紧作用，且下直管段抱紧力大于上直管段抱紧力；波纹管在安装状态下为压缩状态，换热管受热膨胀时将压缩状态下的波纹管拉伸为自然状态，波纹管上直管段设有翻边能够有效的避免波纹管滑出，波纹管作为柔性补偿器抵消换热管膨胀量，有效补偿了膨胀位移量，避免了换热管损坏。

3、本发明中氟塑料板折边与波纹管上直管段非翻边处贴合，在工作状态下为抱紧状态，波纹管上、下直管段对换热管也具有抱紧作用，由此能够形成良好的密封效果。

附图说明

图1为用于垃圾焚烧烟气换热器的底部膨胀及密封结构的结构示意图。

图中，1为氟塑料换热管，1A为氟塑料换热管的外翻边，2为波纹管，2A为上直管段，2B为中间波纹段，2C为下直管段，3为氟塑料板，3A为折边。

具体实施方式

实施例1

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图1所示，本发明提供了一种用于垃圾焚烧烟气换热器的底部膨胀及密封结构，包括若干氟塑料换热管1、若干波纹管2和氟塑料板3，所述氟塑料板3上设有与波纹管相同数量的开孔，所述波纹管2包括上直管段2A、波纹段和下直管段2C，波纹段2B设于上直管段2A与下直管段2C之间；中间波纹段2B在自然状态下总长L2，下直管段2C总长L3≥30mm，所述上直管段的上端口处设有外翻边，且该外翻边与上直管段的管壁贴合，翻边长度L1≥50mm；所述波纹管上直管段插入所述开孔内，且氟塑料板开孔折边位于上直管段的外翻边与波纹段之间，所述氟塑料换热管1插入波纹管2内，上直管段2A内壁与氟塑料换热管1外壁紧密贴合，形成相应界面上的密封；波纹管上、下直管段的内径不一样，下直管段内径小于上直管段内径，下直管段2C内径与氟塑料换热管1外径为过盈配合（过盈大于零），由下直管段2C内壁对氟塑料换热管1施加一个抱紧力，使得氟塑料换热管1与下直管段2C抱紧，避免换热管1从下直管段2C中脱落；所述氟塑料换热管下端口处设有外翻边，且该外翻边与氟塑料换热管的管壁紧密贴合，长度为H2≥50mm，所述氟塑料板上开孔处设有折边3A，折边向下翻折，长度为H1≥20mm，且折边与波纹管上直管段的外壁紧密贴合。波纹管下直管段的下端口与氟塑料换热管外翻边之间的距离为L4≥20mm。

波纹管在安装状态下为压缩状态，可压缩长度依据换热管在运行状态下的膨胀量决定。在运行状态下，温度较高，换热管膨胀伸长，产生竖直方向上的相对移动，将压缩状态下的波纹管波纹段主体拉伸，补偿膨胀量。氟塑料板上的折边与波纹管上直管段的管壁紧密贴合，形成相应界面上的密封。同时，氟塑料板折边3A受热蠕变，产生向圆心方向的抱紧力，能进一步加强密封性。换热管与波纹管上直管段紧密贴合、与下直管段抱紧，两处的作用能够有效地将烟气隔离。波纹管上直管段2A翻边后直径增加，大于氟塑料板开孔内径，能防止波纹管向下滑出。换热管尾部的翻边H2有加强作用。

实施例2

本发明提供了一种用于垃圾焚烧烟气换热器的底部膨胀及密封结构，包括若干根波纹管、与波纹管相同数量的氟塑料换热管、氟塑料板，所述氟塑料板上设有与波纹管相同数量的开孔，所述波纹管包括上直管段、波纹段和下直管段，波纹段设于上直管段与下直管段之间，非压缩状态下波纹段长度120mm，下直管段长度30mm。所述波纹管上直管段插入所述开孔内，开孔的孔径根据波纹管上直管段外径决定，所述上直管段的上端口处设有外翻边，且该外翻边与上直管段的管壁贴合，翻边长50mm，所述氟塑料换热管插入波纹管内，使得氟塑料换热管与波纹管上直管段紧密贴合、与下直管段抱紧，所述氟塑料换热管下端口处设有外翻边，且该外翻边与氟塑料换热管的管壁贴合，翻边具有加强作用，长度为50mm，所述氟塑料板上开孔处设有折边，折边长度为30mm，折边向下翻折，且折边抵靠于波纹管上直管段的外壁。波纹管下直管段的下端口与氟塑料换热管外翻边翻边之间的距离为20mm。