CN204027386U - 正弦波蛇形管换热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种正弦波蛇形管换热器,包括筒体、正弦波蛇形管、折流杆、管板、管箱、进口接管和出口接管,其中正弦波蛇形管是一种强化传热管;正弦波蛇形管的波形变化位于水平方向,管内流体在管壁形状的引导下做正弦曲线流动,具有强化传热和防垢双重功效;正弦波蛇形管管束用折流杆进行支撑和定位,具有良好的防振和抗振能力,避免了流动和传热死区,可减小壳程流体流动阻力;折流杆和正弦波蛇形管对壳程流体都具有扰流作用,有利于提高壳程流体的对流换热系数,流体冲刷管外壁突出部位具有防垢功能。正弦波蛇形管换热器结构简单、加工方便,且具有削弱温差应力的功能,可广泛应用于石油、化工、轻工、医药、能源和动力等行业部门。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种管壳式换热器,尤其涉及一种换热管采用正弦波蛇形管的管壳式换热器。
背景技术
换热器在工业生产过程中是保证系统正常运行、回收余热和节约能源的关键设备,并且在金属消耗、动力消耗和投资方面在整个工程中占有较大份额。换热器的合理设计和良好运行对工业生产节约资金、能源和空间都十分重要,提高换热器传热性能并减小其体积,在能源日趋短缺的今天更具有显著的经济效益和社会效益。
管壳式换热器以其高度的可靠性和广泛的适用性、选材广、成本低等优点,在化工、石油、轻工、食品、能源和动力等行业部门广泛应用。传统的管壳式换热器采用光滑圆管和单弓型折流板支撑结构,换热器的总换热效率较低、流动阻力较大。因此,管壳式换热器的结构和性能有待进一步完善和提高,特别是其核心元件换热管的综合性能,直接影响到换热器的总换热效率,因而换热管的强化换热一直是研究开发的重点。目前已开发出多种型式的强化换热管,如波纹管(波节管)、缩放管、横纹管、螺旋槽管、螺旋扁管、扭曲管等,专利文献(公开号:CN2314327Y)所述连续正弦波管式换热器中,正弦波管的总体结构与上述波纹管相似,属于变截面管,其轴线仍然为直线,只是沿轴线方向管横截面同时增大或缩小。这些强化管在一定工况下都取得了良好的强化换热效果,但同时都不可避免地使管内流体的流阻增大,并且这些强化管的加工比较复杂,成本较高。因此,开发一种结构更加简单、综合性能更优的换热管势在必行。
发明内容
本实用新型的目的是克服传统管壳式换热器的技术缺陷,提供一种结构简单、强化换热效率高、流体流动阻力小,且具有防垢功能的正弦波蛇形管换热器。
一种正弦波蛇形管换热器,其特征在于,正弦波蛇形管换热器包括筒体、正弦波蛇形管、折流杆、管板、管箱、进口接管和出口接管,所述正弦波蛇形管的波形变化位于水平方向,所述正弦波蛇形管管束采用折流杆进行支撑和定位。
本实用新型采用如下技术方案:针对传统管壳式换热器,在平直光滑圆管的基础上,将换热管按照正弦波的变化规律加工成蛇形管,正弦波的一个周期长度根据实际工况流体的流量而定,流体流量小时周期较短,反之周期较长,蛇形管的波形呈水平布置,同时配以折流杆来支撑换热管束,与筒体、管板、管箱和进出口接管等共同构成一种正弦波蛇形管管壳式换热器,正弦波蛇形管是该换热器的核心构件。
本实用新型采用上述技术方案后,与现有技术相比具有以下有益效果:一是管内流体在管壁形状的引导下做正弦曲线流动,流体在管内不断改变流向,可显著提高流体的湍流度,并强烈冲刷管内壁面突出部位,可有效减薄该部位的流体边界层,减小传热热阻,从而达到强化传热的效果,冲刷壁面还具有防垢作用;二是换热管束采用折流杆支撑,折流杆本身对壳程流体具有扰流作用,同时正弦波蛇形管的外形变化对流体也有扰动作用,迫使管外流体在垂直管轴向发生波动,有利于增大管外流体的湍流度,提高壳程流体的对流换热系数,流体冲刷管外壁突出部位具有防垢功能;三是该正弦波蛇形管结构简单、加工方便,且具有膨胀节的功能,当壳程流体温度较高而导致筒体热胀量较大时,蛇形管可以自由伸长,从而起到削弱温差应力的作用;四是该管壳式换热器用折流杆对管束进行支撑和定位,具有良好的防振和抗振能力,避免了流动和传热死区,壳程流体整体呈纵向流动,壳程流体流动阻力显著减小。
附图说明
图1是正弦波蛇形管换热器的结构示意图。
附图标记,1-筒体;2-正弦波蛇形管;3-折流杆支撑;4-管板;5-管箱;6-进口接管;7-出口接管。
具体实施方式
正弦波蛇形管换热器由筒体、正弦波蛇形管、折流杆支撑、管板、管箱、进口接管、出口接管等零部件组成,其中正弦波蛇形管是该换热器的核心构件;首先按照实际工艺设计要求和正弦波的变化规律加工出一套模具,然后在此模具上把平直光滑圆管压制成蛇形管,换热管的两端仍保留一段直管段,以便与两端管板联结;接着用折流杆支撑蛇形管而构成换热管束,蛇形管的波形保持水平布置,管束一端与管板联结后装入筒体,再安装另一端管板,两端管板与筒体采用焊接,两端管板外再分别与进出口管箱用螺栓联结,管程和壳程配以进出口接管等,即构成一种正弦波蛇形管换热器。
Claims (1)
1.一种正弦波蛇形管换热器,其特征在于,正弦波蛇形管换热器包括筒体、正弦波蛇形管、折流杆、管板、管箱、进口接管和出口接管,所述正弦波蛇形管的波形变化位于水平方向,所述正弦波蛇形管管束采用折流杆进行支撑和定位。
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