CN204085255U - 复合式换热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及热交换设备技术领域，尤其涉及复合式换热器，包括：壳体，所述壳体的上下端分别连接有管箱和导箱，所述管箱的顶部设有放热气体入口，所述导箱上设置有放热气体出口，所述壳体的两侧设置有吸热气体入口和吸热气体出口，所述壳体内安装有由多个换热管组成的换热管束，所述换热管的管壁外部设置有加速气气传热结构。采用加速气气传热结构和内纵翅结构或者引流部，可以增加气体的扰动程度，使气体的流动达到充分的湍流，同时提高了换热管内外侧的传热系数。并由于内纵翅结构或者引流部打破了管内冷凝液膜的连续性，使得液膜不能均匀的附着在换热管的内壁而迅速的排出掉，气液两相迅速分离，减小气体的雾沫夹带。
Description
技术领域
本实用新型涉及热交换设备技术领域，尤其涉及复合式换热器。
背景技术
管壳式换热器(shell and tube heat exchanger)又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料(主要是金属材料)制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。
目前最为常见的冷凝器多为管壳式换热器，正常情况下，由于气体导热系数较低，其换热的热阻较大，传热性能较差。以前由于装置较小，换热器的热负荷较小，通过增加换热器的数量和面积也可以达到传热要求。但是随着装置的大型化，煤化工等行业的迅速发展，通过增加换热器的数量和面积已经不能满足换热要求。
在一些装置中采用普通换热管需要设备做到多台2-3米直径的换热器并联运行。这不仅增加了设备初期投资，同时也增加了占地面积。对以后的装置运行和维护也提出了很高的要求。
同时，在化工行业很多反应在反应前需要对气体进行预热，反应后产生高温气体又需要对其降温。由于气气换热的效果较差，在过去一般都采用别的高温热源/低温热源对气体进行预热或冷却，较少采用气体与气体的之间换热。
另外，关于换热器设备，怎么提高其换热效率，是目前研究的重点，提高换热器的换热效率，首先要增加换热介质的扰动程度，以达到深度的热交换，同时由于部分冷凝的气体产生的冷凝液会均匀地附着在换热管的内壁，形成一层由均匀小液滴组成的液膜。这层液膜严重地阻碍管壳程介质的传热，增多传热热阻，使得换热效率大幅下降。因此，怎么通过结构的改变打破液膜的热阻，提高换热的效率，是提高换热器的换热效率需要解决的重要问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出复合式换热器，采用加速气气传热结构和内纵翅结构或者引流部，可以增加气体的扰动程度，使气体的流动达到充分的湍流，同时提高了换热管内外侧的传热系数。并由于内纵翅结构或者引流部打破了管内冷凝液膜的连续性，使得液膜不能均匀的附着在换热管的内壁而迅速的排出掉，气液两相迅速分离，减小气体的雾沫夹带。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
复合式换热器，包括：壳体，所述壳体的上下端分别连接有管箱和导箱，所述管箱的顶部设有放热气体入口，所述导箱上设置有放热气体出口，所述壳体的两侧设置有吸热气体入口和吸热气体出口，所述壳体内安装有由多个换热管组成的换热管束，所述换热管的管壁外部设置有加速气气传热结构。
其中，所述加速气气传热结构为开设在换热管表面的螺纹结构，所述螺纹结构布满换热管的外部。
其中，所述加速气气传热结构为开设在换热管表面的多个依次排列的环形槽状结构，所述环形槽状结构布满换热管的外部。
其中，所述加速气气传热结构为均匀开设在换热管表面上的多个与换热管轴心平行的纵向槽状结构，所述纵向槽状结构布满换热管的外部。
其中，所述换热管的内部还设置有与换热管轴心相平行的内纵翅结构或者呈离散型的引流部。
其中，所述内纵翅结构的横截面呈抛物线状、锯齿状或者双曲面状。
其中，所述引流部伸向换热管的轴心，且引流部的顶部为凸面体。
其中，所述管束的一端固定在管板上，另一端固定在导板上，所述管板通过法兰密封固定在壳体和管箱之间上，所述导板通过法兰固定在壳体和导箱之间。
其中，所述多个换热管之间沿换热管长度的方向顺次固定有多个折流板。
本实用新型的有益效果是：采用加速气气传热结构和内纵翅结构或者引流部，可以增加气体的扰动程度，使气体的流动达到充分的湍流，同时提高了换热管内外侧的传热系数。并由于内纵翅结构或者引流部打破了管内冷凝液膜的连续性，使得液膜不能均匀的附着在换热管的内壁而迅速的排出掉，气液两相迅速分离，减小气体的雾沫夹带。
附图说明
图1是本实用新型具体实施方式提供的复合式换热器的结构示意图；
图2是本实用新型具体实施方式1提供的换热管的结构示意图；
图3是本实用新型具体实施方式2提供的换热管的结构示意图；
图4是本实用新型具体实施方式3提供的换热管的结构示意图；
图5是本实用新型具体实施方式4提供的换热管的结构示意图；
图6是本实用新型具体实施方式5提供的换热管的结构示意图；
图7是本实用新型具体实施方式6提供的换热管的结构示意图。
图中：
1、换热管；2、纵翅构件；3、引流部；4、管板；5、壳体；6、管箱；7、放热气体入口；8、放热气体出口；9、折流板；10、吸热工质入口；11、吸热工质出口；12、导板；13、导箱；14、螺纹结构；15、环形槽状结构；16、纵向槽状结构。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
实施例一
如图1-2所示，复合式换热器，包括：壳体5，所述壳体5的上下端分别连接有管箱6和导箱13，所述管箱5的顶部设有放热气体入口7，所述导箱13上设置有放热气体出口8，所述壳体5的两侧设置有吸热气体入口10和吸热气体出口11，所述壳体5内安装有由多个换热管1组成的换热管束，所述换热管1的管壁外部设置有加速气气传热结构。
安装在壳体5内的由多个换热管1组成的换热管束，其一端固定在管板4上，另一端固定在导板12上，所述管板4通过两个法兰固定在壳体5和管箱6之间，所述导板12通过法兰固定在壳体5和导箱5之间。
所述加速气气传热结构为开设在换热管1表面的螺纹结构14，所述螺纹结构14布满换热管1的外部。所述螺纹结构14的设置增加了换热管1外侧的气体的扰动程度，加速了热交换的进行。螺纹结构14的尺寸随换热管直径和翅化面积的不同而调整。螺纹的一般结构尺寸为：300-1500翅/m。
所述换热管1的内部还设置有与换热管1轴心相平行的内纵翅结构2或者呈离散型的引流部3。
具体的，如图2所示，所述纵翅构件2的包括平滑连接的引流部和底部，其底部固定在换热管1内部管壁上，其引流部伸向换热管1的轴心。所述内纵翅结构2的横截面呈抛物线状、锯齿状或者双曲面状。所述换热管1的内壁随直径不同分布有24-40个纵翅。纵翅的高度为0.3-0.8mm。翅高为0.5-1.5mm。
具体的，如图3所示，所述引流部3伸向换热管1的轴心。所述引流部3可以是随机的布设在换热管1的内壁上，也可以按照设定的规律排列。所述引流部3可以存在多种规格，所述引流部3可通过烧结固定在换热管1内部的管壁上。所述引流部3的顶部为易于引流液膜的凸面体。所述凸面体上可以开设有多个引流槽，以利于液膜的凝聚。
所述管束的一端固定在管板4上，另一端固定在导板12上，所述管板4通过法兰密封固定在壳体5和管箱6之间上，所述导板12通过法兰固定在壳体5和导箱13之间。所述多个换热管1之间沿换热管长度的方向顺次固定有多个折流板9。
实施例二
与实施例一不同的是，所述换热管1的内部还设置有呈离散型的引流部3。
具体的，如图3所示，所述引流部3伸向换热管1的轴心。所述引流部3可以是随机的布设在换热管1的内壁上，也可以按照设定的规律排列。所述引流部3可以存在多种规格，所述引流部3可通过烧结固定在换热管1内部的管壁上。所述引流部3的顶部为易于引流液膜的凸面体。所述凸面体上可以开设有多个引流槽，以利于液膜的凝聚。
实施例三
与实施例一不同的是，如图4所示，所述加速气气传热结构为开设在换热管1表面的多个依次排列的环形槽状结构15，所述环形槽状结构15布满换热管1的外部。所述环形槽状结构15增大了换热管1与外部气体的换热面积，同时起到了扰动气流的作用，加速热交换的进行。
实施例四
与实施例三不同的是，所述换热管1的内部还设置有呈离散型的引流部3。如图5所示，所述引流部3伸向换热管1的轴心。所述引流部3可以是随机的布设在换热管1的内壁上，也可以按照设定的规律排列。所述引流部3可以存在多种规格，所述引流部3可通过烧结固定在换热管1内部的管壁上。所述引流部3的顶部为易于引流液膜的凸面体。所述凸面体上可以开设有多个引流槽，以利于液膜的凝聚。
实施例五
与实施例一不同的是，如图6所示，所述加速气气传热结构为均匀开设在换热管1表面上的多个与换热管轴心平行的纵向槽状结构16，所述纵向槽状结构16布满换热管1的外部。所述纵向槽状结构16可以使换热管1外侧的气体达到充分的湍流，加速热交换的进行。
实施例六
与实施例五不同的是，所述换热管1的内部还设置有呈离散型的引流部3。
具体的，如图7所示，所述引流部3伸向换热管1的轴心。所述引流部3可以是随机的布设在换热管1的内壁上，也可以按照设定的规律排列。所述引流部3可以存在多种规格，所述引流部3可通过烧结固定在换热管1内部的管壁上。所述引流部3的顶部为易于引流液膜的凸面体。所述凸面体上可以开设有多个引流槽，以利于液膜的凝聚。
综上所述，采用加速气气传热结构和内纵翅结构或者引流部，可以增加气体的扰动程度，使气体的流动达到充分的湍流，同时提高了换热管内外侧的传热系数。并由于内纵翅结构或者引流部打破了管内冷凝液膜的连续性，使得液膜不能均匀的附着在换热管的内壁而迅速的排出掉，气液两相迅速分离，减小气体的雾沫夹带。
以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.复合式换热器，其特征在于，包括：壳体(5)，所述壳体(5)的上下端分别连接有管箱(6)和导箱(13)，所述管箱(5)的顶部设有放热气体入口(7)，所述导箱(13)上设置有放热气体出口(8)，所述壳体(5)的两侧设置有吸热气体入口(10)和吸热气体出口(11)，所述壳体(5)内安装有由多个换热管(1)组成的换热管束，所述换热管(1)的管壁外部设置有加速气气传热结构。
2.根据权利要求1所述的复合式换热器，其特征在于，所述加速气气传热结构为开设在换热管(1)表面的螺纹结构(14)，所述螺纹结构(14)布满换热管(1)的外部。
3.根据权利要求1所述的复合式换热器，其特征在于，所述加速气气传热结构为开设在换热管(1)表面的多个依次排列的环形槽状结构(15)，所述环形槽状结构(15)布满换热管(1)的外部。
4.根据权利要求1所述的复合式换热器，其特征在于，所述加速气气传热结构为均匀开设在换热管(1)表面上的多个与换热管轴心平行的纵向槽状结构(16)，所述纵向槽状结构(16)布满换热管(1)的外部。
5.根据权利要求1-4任一项所述的复合式换热器，其特征在于，所述换热管(1)的内部还设置有与换热管(1)轴心相平行的内纵翅结构(2)或者呈离散型的引流部。
6.根据权利要求5所述的复合式换热器，其特征在于，所述内纵翅结构(2)的横截面呈抛物线状、锯齿状或者双曲面状。
7.根据权利要求5所述的复合式换热器，其特征在于，所述引流部伸向换热管(1)的轴心，且引流部的顶部为凸面体。
8.根据权利要求1所述的复合式换热器，其特征在于，所述管束的一端固定在管板(4)上，另一端固定在导板(12)上，所述管板(4)通过法兰密封固定在壳体(5)和管箱(6)之间，所述导板(12)通过法兰固定在壳体(5)和导箱(13)之间。
9.根据权利要求1所述的复合式换热器，其特征在于，所述多个换热管(1)之间沿换热管长度的方向顺次固定有多个折流板(9)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420549407.5U CN204085255U (zh) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | 复合式换热器 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201420549407.5U CN204085255U (zh) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | 复合式换热器 |
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| CN204085255U true CN204085255U (zh) | 2015-01-07 |
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| CN201420549407.5U Active CN204085255U (zh) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | 复合式换热器 |
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| CN (1) | CN204085255U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113280651A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-08-20 | 四川空分设备(集团)有限责任公司 | 绕管式换热器 |
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2014
- 2014-09-23 CN CN201420549407.5U patent/CN204085255U/zh active Active
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