CN201724581U - 螺旋形管式换热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种螺旋形管式换热器，包括在外壳体两端部均固定连接的封头，在一端的封头上固定连接有给热流体进口管，在另一端的封头上固定连接有给热流体出口管，在外壳体的两端内壁均固定连接有封板，封板的外形与该处外壳体的内壁形状吻合，在封板上开设有若干层套接在一起的分流孔，在外壳体上固定安装有吸热流体进口管与吸热流体出口管，在外壳体内设有若干层套接在一起的螺旋换热管，螺旋换热管的两端部分别与对应的分流孔连接，且螺旋换热管在其长度方向上呈螺旋状，处于最内层的螺旋换热管上固定连接有挡板，且处于最内层的分流孔共有三个或三个以上。本实用新型的传热系数高、结构紧凑、耗材少、重量轻、占积率低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种热交换器，尤其是一种螺旋形管式换热器。
背景技术
换热器工业技术装备中必不可少的设备，应用范围涉及现代工业领域所有行业，它主要用于工业技术及工艺过程中的流体热量交换。
热交换器品种繁多、结构形式各式不同，其中板式换热器在应用方面占有相当比例。这种热交换器的应用始于上世纪五十年代，七十年代后逐步在化工、医药、食品、涂装、供暖等行业得到广泛应用。随着现代工业技术水平的提高，它的一些技术指标已无法满足当今工业生产和工艺技术要求，用户在使用过程中该类型换热器的存在的缺陷逐渐显露出来。例如，板式换热器是可拆式结构，它的整体密封是靠橡胶垫圈的压缩弹性起作用。每片传热板片周边设橡胶垫片。一台换热器是由几十件至上百件传热单片叠加构成。如一片0.5平方米传热板片，它的周边密封垫周长为3米多，一台50平方米的传热面积的板式换热器，密封垫总长度要300多米。通常，热交换器都列为承压设备，这一类设备在投入运行时要承受一定的流体工作压力，密封周长越长、层面越多，它的可靠性、安全性越差。
在高温工况条件下，合成橡胶的耐热性能、气密性、抗压缩变形特性都会发生变化，这些因素直接影响到传热设备的安全性能和运行可靠性。
换热器的传热系数的高低反应出该类型的换热器性能优越与否的重要技术指标之一。而普通列管式换热器的管层通常为直管型式，流体在管内呈均速运动、热阻大、传热效率低，因此，普通列管式换热器的传热系数≤300千卡·m2·℃。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种传热系数高、耗材少、可减少高温条件下换热管的热膨胀、热应力腐蚀损伤的螺旋形管式换热器。
按照本实用新型提供的技术方案，所述螺旋形管式换热器，包括在外壳体两端部均固定连接的封头，在一端的封头上固定连接有给热流体进口管，在另一端的封头上固定连接有给热流体出口管，在外壳体的两端内壁均固定连接有封板，所述封板的外形与该处外壳体的内壁形状吻合，在封板上开设有若干层套接在一起的分流孔，在两块封板之间的外壳体上固定安装有吸热流体进口管与吸热流体出口管，在两块封板之间的外壳体内设有若干层套接在一起的螺旋换热管，螺旋换热管的两端部分别与对应的分流孔连接，且所述螺旋换热管在其长度方向上呈螺旋状，处于最内层的螺旋换热管上固定连接有挡板，且处于最内层的分流孔共有三个或三个以上；工作时，给热流体依次经给热流体进口管、一端封板上的分流孔、螺旋换热管、另一端封板上的分流孔与给热流体出口管后排出，吸热流体依次经吸热流体进口管、两块封板之间的外壳体内部空腔与吸热流体出口管后排出。
所述的外壳体为圆管状，此时，封板外形呈圆盘状。在封板的径向上共开设有3～4层分流孔，最内层以外的其余每层中共设有8～15个分流孔。每个环状体内的分流孔的中心到封板圆心之间的距离相同。所述给热流体进口管与吸热流体出口管位于同一侧；给热流体出口管与吸热流体进口管位于同一侧。处于最内层的螺旋换热管的螺距大于其外侧的螺旋换热管的螺距。
本实用新型的传热系数高、结构紧凑、耗材少、重量轻、占积率低，其内安装的螺旋换热管作为换热管，减少了高温条件下材料的热膨胀、热应力腐蚀损伤。
附图说明
图1是本实用新型的主视图。
图2是图1的A-A剖视放大图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图所示：该螺旋形管式换热器，包括在外壳体1两端部均固定连接的封头9，在一端的封头9上固定连接有给热流体进口管2，在另一端的封头9上固定连接有给热流体出口管3，在外壳体1的两端内壁均固定连接有封板6，所述封板6的外形与该处外壳体1的内壁形状吻合，在封板6上开设有若干层套接在一起的分流孔7，在两块封板6之间的外壳体1上固定安装有吸热流体进口管4与吸热流体出口管5，在两块封板6之间的外壳体1内设有若干层套接在一起的螺旋换热管8，螺旋换热管8的两端部分别与对应的分流孔7连接，且所述螺旋换热管8在其长度方向上呈螺旋状，处于最内层的螺旋换热管8上固定连接有挡板11，以增加外壳体1内被加热流体紊动系数，且处于最内层的分流孔7共有三个或三个以上；工作时，给热流体依次经给热流体进口管2、一端封板6上的分流孔7、螺旋换热管8、另一端封板6上的分流孔7与给热流体出口管3后排出，吸热流体依次经吸热流体进口管4、两块封板6之间的外壳体1内部空腔与吸热流体出口管5后排出。
所述的外壳体1为圆管状，此时，封板6外形呈圆盘状。
在封板6的径向上共开设有3～4层分流孔7，最内层以外的其余每层中共设有8～15个分流孔7。
每个环状体内的分流孔7的中心到封板6圆心之间的距离相同。
所述给热流体进口管2与吸热流体出口管5位于同一侧；给热流体出口管3与吸热流体进口管4位于同一侧。
处于最内层的螺旋换热管8的螺距大于其外侧的螺旋换热管8的螺距。
使用时，在外壳体1上可焊接上支座10。
本实用新型的螺旋形管式换热器，它是由圆管形的外壳体1和螺旋换热管8构成，外壳体1作为换热器壳体，在外壳体1两端部均固定连接的封头9，在一端的封头9上固定连接有给热流体进口管2，在另一端的封头9上固定连接有给热流体出口管3，在外壳体1的两端内壁均固定连接有封板6，在两块封板6之间的外壳体1上固定安装有吸热流体进口管4与吸热流体出口管5，外壳体1内的传热组件是由多层螺旋换热管8集束呈管层，该热交换器主体结构由外壳体层和螺旋换热管8层二部分构成，管层进高温流体参与传热，壳层以对流形式进低温流体。两种温度差流体通过管层传热体与壳层内的另一种流体相对运动，高温流体由管层壁面向外传递热量，获得高的给热系数，与进入壳层的低温流体形成对流传热，这种间壁传热方式，主要用于流体的气-液和液-液之间的热量交换。
本实用新型的螺旋形管式换热器结构紧凑，传热效率高。管层采用螺旋换热管8盘绕集束结构，热流体在螺旋换热管8中呈螺旋状湍流运动，有效地减小传热面边界层热阻，传热流体能量输出充分，提高了换热器的传热效率。在同等工况条件下，螺旋形结构换热器的传热系数可达到6000千卡·m2·℃以上。
本实用新型的螺旋形管式换热器采用全焊接结构，提高了设备的耐压、耐高温性能及复杂工况条件下设备的运行可靠性。螺旋换热管8的管层、外壳体1的壳层采用同一材质(奥氏体低碳耐酸不锈钢)，提高了换热器的抗腐蚀性能，减少了高温条件下材料的热膨胀、热应力腐蚀损伤。螺旋换热管8的管层螺旋管状，它能依靠弹性结构，消除或有效减小高温流体运动所产生的频波振动和复杂的交变应力。
本实用新型的螺旋形管式换热器采用圆管体薄壳结构，耗材少、重量轻、占积率低，给热流体进口管2与给热流体出口管3、吸热流体进口管4与吸热流体出口管5设计在两侧同一垂线上，符合工业管路配置技术要求，根据不同工艺要求单台及多台可、并联组合，整套设备只需通过法兰连接即可投入运行，具有良好地组合运行特点。在传热总成相同条件下，螺旋管式换热器的体积是列管换热器的1/4，设备重量是板式换热器的70％。
Claims (6)
1.一种螺旋形管式换热器，其特征是：包括在外壳体(1)两端部均固定连接的封头(9)，在一端的封头(9)上固定连接有给热流体进口管(2)，在另一端的封头(9)上固定连接有给热流体出口管(3)，在外壳体(1)的两端内壁均固定连接有封板(6)，所述封板(6)的外形与该处外壳体(1)的内壁形状吻合，在封板(6)上开设有若干层套接在一起的分流孔(7)，在两块封板(6)之间的外壳体(1)上固定安装有吸热流体进口管(4)与吸热流体出口管(5)，在两块封板(6)之间的外壳体(1)内设有若干层套接在一起的螺旋换热管(8)，螺旋换热管(8)的两端部分别与对应的分流孔(7)连接，且所述螺旋换热管(8)在其长度方向上呈螺旋状，处于最内层的螺旋换热管(8)上固定连接有挡板(11)，且处于最内层的分流孔(7)共有三个或三个以上；工作时，给热流体依次经给热流体进口管(2)、一端封板(6)上的分流孔(7)、螺旋换热管(8)、另一端封板(6)上的分流孔(7)与给热流体出口管(3)后排出，吸热流体依次经吸热流体进口管(4)、两块封板(6)之间的外壳体(1)内部空腔与吸热流体出口管(5)后排出。
2.如权利要求1所述的螺旋形管式换热器，其特征是：所述的外壳体(1)为圆管状，此时，封板(6)外形呈圆盘状。
3.如权利要求1所述的螺旋形管式换热器，其特征是：在封板(6)的径向上共开设有3～4层分流孔(7)，最内层以外的其余每层中共设有8～15个分流孔(7)。
4.如权利要求3所述的螺旋形管式换热器，其特征是：每个环状体内的分流孔(7)的中心到封板(6)圆心之间的距离相同。
5.如权利要求1所述的螺旋形管式换热器，其特征是：所述给热流体进口管(2)与吸热流体出口管(5)位于同一侧；给热流体出口管(3)与吸热流体进口管(4)位于同一侧。
6.如权利要求1所述的螺旋形管式换热器，其特征是：处于最内层的螺旋换热管(8)的螺距大于其外侧的螺旋换热管(8)的螺距。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102927837A (zh) * | 2012-11-02 | 2013-02-13 | 镇海石化建安工程有限公司 | 一种换热器结构 |
| CN105258533A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-01-20 | 中国科学院上海高等研究院 | 具有分形结构的管壳式换热器 |
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