CN105823349B - 双管程混合管束换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种双管程混合管束换热器，包括壳体、管板、法兰、封头、圆筒形隔板、普通直管、螺旋肋条直管、螺旋管、壳程进出口管、管程进出口管、排液管和耳式支座，其特征在于：由普通直管和螺旋肋条直管组成自支撑直管束，所述螺旋管均缠绕在直管束外并构成螺旋管束，直管和螺旋管的两端均通过先胀后焊固定于管板上；上端封头、圆筒形隔板与法兰组成带管程进出口管的开放式管箱，圆筒形隔板一端焊接在封头内侧，另一端与管板上的圆形槽对接密封，并将管箱分成两个管程空间，分别对应于直管束和螺旋管束；下端封头与法兰组成封闭式管箱，连通了直管束和螺旋管束，构成了双管程；该换热器延长了管程流体流程，混合管束提高了换热效率。

Description

双管程混合管束换热器
技术领域
本发明涉及管壳式换热器技术领域，特别涉及一种双管程混合管束换热器。
背景技术
换热器是工业生产中实现两种介质热量交换的关键设备。绕管式换热器是一种结构特殊的管壳式换热器，其主要包括壳体、芯筒和螺旋管束等零部件，螺旋管束缠绕在芯筒外侧，芯筒位于换热器壳程的中心轴处，起支撑螺旋管束的作用。这种结构导致芯筒部分不参与换热，使整个换热器单位体积的换热面积减小，换热器不够紧凑，换热效率较低。
现有的绕管式换热器有单股流和多股流两大类，是把芯筒外的螺旋管束分成单股或多股，都属于单管程结构，不但芯筒所占空间没有得到充分利用，而且螺旋管的流程较短，不利于管内外流体充分换热。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种双管程混合管束换热器。
本发明采用的技术方案是：一种双管程混合管束换热器，包括壳体、管板、法兰、封头、圆筒形隔板、普通直管、螺旋肋条直管、螺旋管、壳程进出口管、管程进出口管、排液管和耳式支座，其特征在于：由普通直管和螺旋肋条直管组成自支撑直管束，所述螺旋管缠绕在直管束外并构成螺旋管束，直管和螺旋管的两端均采用先胀后焊方式固定于两端管板上；上端封头、圆筒形隔板与法兰组成带管程进出口管的开放式管箱，圆筒形隔板一端焊接在封头内侧，另一端与管板上的圆形槽对接密封，并将管箱分成两个管程空间，分别对应于直管束和螺旋管束；下端封头与法兰组成封闭式管箱，连通了直管束和螺旋管束，构成了双管程。
所述上端封头对应的管板，在对应于管箱的平面上加工出一圆形槽，用于与圆筒形隔板对接；而下端封头对应的管板的两面均为平面。
所述普通直管和螺旋肋条直管均采用较大直径的管材，可选用碳钢管或不锈钢管，而所述螺旋管采用较小直径的管材，可选用不锈钢管或铜管。
所述直管束按同心圆形布管，其内层布置螺旋肋条直管，最外层布置普通直管，所有直管间靠螺旋肋条形成自支撑。
所述螺旋肋条管是在普通直管外壁缠绕螺旋金属条，肋条的高度等于管间距，肋条两端通过点焊固定与直管上。
所述直管束和螺旋管束的流通面积基本相等，使两个管程流体的流速保持相对稳定。
所述排液管焊接于下端封头的底部，用截止阀控制其开闭。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：一是用圆筒形隔板将上端管箱分成两个空间，分别对应于直管管程和螺旋管管程，下端管箱将直管管程和螺旋管管程连通，从而形成双管程，延长了管程流体的流程；二是用自支撑直管束代替了传统绕管式换热器的芯筒，利用了传统缠绕管式换热器芯筒所占的空间，增大了换热面积，提高了换热效率，在同样换热量的情况下，可减小换热器体积；三是螺旋管管束缠绕在直管束外，二者构成了混合管束，使换热器的结构更加紧凑，并改善了换热器壳程流体的流动空间。
附图说明
图1为双管程混合管束换热器结构示意图。
图2为双管程混合管束换热器管板的主视图。
附图标记：1-封头；2-法兰；3-管板；4-耳式支座；5-壳程流体进口管；6-圆筒形隔板；7-管程流体出口管；8-管程流体进口管；9-壳体；10-螺旋肋条直管；11-普通直管；12-螺旋管；13-壳程流体出口管；14-排液管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
双管程混合管束换热器的组装过程：首先将螺旋肋条直管和普通直管由内层向外层逐层逐个插入一侧管板；接着再将直管逐根插入另一侧管板，然后通过先胀后焊的方式将直管与管板固定，组成自支撑直管束；将螺旋管由内向外逐层缠绕在自支撑直管束上，相邻层螺旋管束的缠绕向相反，螺旋管层与层之间设有若干隔条，螺旋管端与管板连接处采用先胀后焊方式固定；将直管束和螺旋管束组成的换热管束整体装入壳体，并将管板与壳体焊接；最后将带有圆筒形隔板的管箱加装在壳体上端，将不带圆筒形隔板的管箱加装在壳体下端，并分别与对应的壳体法兰连接固定。
双管程混合管束换热器工作时，壳程的换热介质从壳程流体进口管5流入，在壳程内绕流通过直管束和螺旋管束，分别与直管和螺旋管内的流体进行换热，最终从壳程流体出口管13流出。管程的换热介质从管程流体进口管8流入，流入螺旋管12组成的第一管程，进入下端管箱，然后流入螺旋肋条直管10和普通直管11组成的第二管程，最终从管程流体出口管7流出，管程流体在流经直管束和螺旋管束时与壳程流体交换热量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种双管程混合管束换热器，包括壳体、管板、法兰、封头、圆筒形隔板、普通直管、螺旋肋条直管、螺旋管、壳程进出口管、管程进出口管、排液管和耳式支座，其特征在于：由普通直管和螺旋肋条直管组成自支撑直管束，所述直管束按同心圆形布管，其内层布置螺旋肋条直管，最外层布置普通直管，所有直管间靠螺旋肋条形成自支撑；所述螺旋管缠绕在直管束外并构成螺旋管束，直管和螺旋管的两端均采用先胀后焊方式固定于两端管板上；所述直管束和螺旋管束的流通面积基本相等，使两个管程流体的流速保持相对稳定；上端封头、圆筒形隔板与法兰组成带管程进出口管的开放式管箱，圆筒形隔板一端焊接在封头内侧，另一端与管板上的圆形槽对接密封，并将管箱分成两个管程空间，分别对应于直管束和螺旋管束；下端封头与法兰组成封闭式管箱，连通了直管束和螺旋管束，构成了双管程。
2.根据权利要求1所述的双管程混合管束换热器，其特征在于：所述普通直管和螺旋肋条直管均采用较大直径的管材，而所述螺旋管采用较小直径的管材。
3.根据权利要求1所述的双管程混合管束换热器，其特征在于：所述螺旋肋条管是在普通直管外壁缠绕螺旋金属条，肋条的高度等于管间距，肋条两端通过点焊固定与直管上。
4.根据权利要求1所述的双管程混合管束换热器，其特征在于：所述螺旋管由内向外逐层缠绕在自支撑直管束上，相邻层螺旋管束的缠绕向相反，螺旋管层与层之间设有若干隔条。
5.根据权利要求1所述的双管程混合管束换热器，其特征在于：所述上端封头对应的管板，在对应于管箱的平面上加工出一圆形槽，用于与圆筒形隔板对接，而下端封头对应的管板的两面均为平面。
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