CN207035905U - 一种大孔板缩放管高效换热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大孔板缩放管高效换热器，包括热气进口、热气出口、冷气进口和冷气出口，热气从置于上方的热气进口进入，经过缩放管内腔，再从置于下方的热气出口流出，冷气从置于下方的冷气进口进入，经过缩放管外部，环向流向置于上方的冷气出口，所述缩放管通过若干大孔板固定，所述缩放管外壁的轴向规律的设有扩张段和收缩段，缩放管内部设有两组通道，各通道内的热气体呈波浪形状流经缩放管内腔，外壁的收缩段为热气体在流经路线变化段。通过上述方式，强化传热、提高传热能力50%以上；降低流体阻力；提高了本实用新型换热器的使用寿命；有效地减少了因管束振动引起的换热管早期破坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及管壳式换热器领域，特别是涉及一种大孔板缩放管高效换热器。
背景技术
换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。换热器主要运用于石油、化工、冶金、电力、轻工等行业。在化工行业硫酸装置中，换热器用于转化工段转化气体之间的气——气换热。
传统式换热器普遍采用以光滑传热管和弓形折流板构成的管壳式换热器，这种换热器缺点是结构庞大、传热系数低、阻力大、容易结垢。
此外，传统式换热器的弓形折流板有两个缺点，一是管外气体横向穿过换热管，只与换热管的正面进行换热，背面存在死角，传热效果差。二是气体流过每块折流板时由于改变气体流向及增加了流通长度，使换热器产生振动，流体阻力上升，且容易结垢。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种传热系数高、流体阻力小、换热效果好的大孔板缩放管高效换热器。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种大孔板缩放管高效换热器，包括热气进口、热气出口、冷气进口和冷气出口，热气从置于上方的热气进口进入，经过缩放管内腔，再从置于下方的热气出口流出，冷气从置于下方的冷气进口进入，经过缩放管外部，环向流向置于上方的冷气出口，其特征在于：所述缩放管通过若干大孔板固定，所述缩放管外壁的轴向规律的设有扩张段和收缩段，缩放管内部设有两组通道，各通道内的热气体呈波浪形状流经缩放管内腔，外壁的收缩段为热气体在流经路线变化段。
在本实用新型一个较佳实施例中，热气进口设于上部壳体，热气出口设于下部壳体上，冷气进口设于中部壳体的下夹套上，冷气出口设于中部壳体的上夹套上，缩放管设于中部壳体内；热气从热气进口进入上部壳体，流经缩放管内腔，从下部壳体热气出口流出，冷气从冷气进口环向进入中部壳体的下部，经过缩放管的外壁，从中部壳体上部环向流向上夹套，再经上夹套冷气出口流出。
在本实用新型一个较佳实施例中，中部壳体内横向设有1～10块大孔板，大孔板上开有许多直径相同的孔，开孔呈正三角形或正方形排列，缩放管穿过开孔，并放置于开孔中央。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述开孔直径在39㎜～90㎜之间，孔间距在40㎜～110㎜之间。
在本实用新型一个较佳实施例中，上部壳体和下部壳体上均设有检修孔。
在本实用新型一个较佳实施例中，上部壳体与中部壳体之间、中部壳体与下部壳体之间均通过管板相连接。
在本实用新型一个较佳实施例中，下部壳体内设有用于支撑上部壳体及中部壳体的立柱。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述热气体为SO3热气体，冷气体为SO2冷气体。
在本实用新型一个较佳实施例中，缩放管规格包括直径为φ38㎜、φ45㎜、φ51㎜、φ57㎜、φ60㎜、φ70㎜及φ76㎜的缩放管。
本实用新型的有益效果是：
（1）管程和壳程可同时强化传热，换热器总传热系数最高可达36W/（㎡·K）左右。
（2）壳程流体阻力小。与光滑管相比，在提高整体传热能力30%-50%以上时，壳程压降仅为光滑管的50%-80%。
（3）消除了横向折流的死区，减少结垢，提高了设备使用寿命。
（4）壳程介质纵向流动减少了管子振动，有效地减少了因管束振动引起的换热管早期破坏。
（5）缩放管的特定形状，在波节的过渡处形成的局部湍流区对此处的换热表面有一定的冲刷作用，因而具有良好的抗垢功能。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本实用新型大孔板缩放管高效换热器一较佳实施例的结构示意图；
图2是图1所示大孔板缩放管高效换热器中缩放管的结构示意图；
图3是图1所示大孔板缩放管高效换热器中大孔板的结构示意图；
图4是图1所示大孔板缩放管高效换热器中大孔板的另一结构示意图。
具体实施方式
下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型实施例包括：
一种大孔板缩放管高效换热器，热气进口1-1设于上部壳体1，热气出口3-1设于下部壳体3上，冷气进口2-3-1设于中部壳体2的下夹套2-3上，冷气出口2-2-1设于中部壳体2的上夹套2-2上，缩放管2-1设于中部壳体2内。
上部壳体1和下部壳体3上均设有检修孔4，中部壳体2上下两端设有管板5，下部壳体3内设有用于支撑上部壳体1及中部壳体2的立柱6。
热气从热气进口3-1进入上部壳体1，流经缩放管2-1内腔，从下部壳体3热气出口3-1流出，冷气从冷气进口2-3-1环向进入中部壳体2的下部，经过缩放管2-1的外壁，从中部壳体2上部环向流向上夹套2-2，再经上夹套2-2冷气出口流出。
所述缩放管2-1通过若干大孔板2-4固定，本实用新型为使中部壳体2内的冷气体分布均匀及强化传热，优选中部壳体2内横向设有1～10块大孔板2-4，大孔板2-4上开有许多直径相同的孔，开孔呈正三角形或正方形排列，缩放管2-1穿过开孔，并放置于开孔中央。如图3和图4所示。
所述开孔直径在39㎜～90㎜之间，孔间距在40㎜～110㎜之间。具体尺寸根据设计工艺参数而定。
该换热器采用双面强化传热的缩放型换热管，缩放管2-1外壁的轴向规律的设有扩张段和收缩段。
缩放管2-1内部设有两组通道，各通道内的热气体呈波浪形状流经缩放管2-1内腔，外壁的收缩段为热气体在流经路线变化段。如图2所示。
与光滑管相比，在轴向流场方向，流体局部的流速和压力形成周期性变化，使横向湍动增强，因而可以在较小的Re数下进入湍流状态，湍流状态下，同一介质间的热交换能力增强，介质均温性增加，换热管两侧表面介质温差加大，使换热速度加快。
另外，在每一波节的转换处，由于流体速度和方向发生改变因而形成局部湍流，减少了边界滞留底层的厚度，增大了膜传热系数，提高了换热能力。加上采用大孔板支撑方式，该支撑方式将支撑板的开孔变成壳程介质的流通通道，变普通的横向折流为纵向流，这种流动方式使流体的形体阻力非常小，可使绝大部分流体的压降作用在强化传热管的传热界面上，用于促进界面上的对流传热，可充分发挥缩放管2-1的传热强化作用，以及有效地避免了各类壳程支撑物对流体形体阻力的不利影响，在低流阻条件下获得更高的传热性能。
缩放管2-1规格包括直径为φ38㎜、φ45㎜、φ51㎜、φ57㎜、φ60㎜、φ70㎜及φ76㎜的缩放管。
本实用新型的优点是：
（1）管程和壳程可同时强化传热，换热器总传热系数最高可达36W/（㎡·K）左右。
（2）壳程流体阻力小。与光滑管相比，在提高整体传热能力30%-50%以上时，壳程压降仅为光滑管的50%-80%。
（3）消除了横向折流的死区，减少结垢，提高了设备使用寿命。
（4）壳程介质纵向流动减少了管子振动，有效地减少了因管束振动引起的换热管早期破坏。
（5）缩放管的特定形状，在波节的过渡处形成的局部湍流区对此处的换热表面有一定的冲刷作用，因而具有良好的抗垢功能。
（6）与其它强化管对介质有很严的洁净要求相比，缩放管允许流体当中含有一定量的杂质，因而适用介质的范围更宽。
本实用新型所适用的热量交换介质为任何气体，本实用新型中，热气体优选SO3热气体，冷气体优选SO2冷气体。流动方向也不限于上述形式，均可采用上进下出或下进上出形式。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种大孔板缩放管高效换热器，包括热气进口、热气出口、冷气进口和冷气出口，热气从置于上方的热气进口进入，经过缩放管内腔，再从置于下方的热气出口流出，冷气从置于下方的冷气进口进入，经过缩放管外部，环向流向置于上方的冷气出口，其特征在于：所述缩放管通过若干大孔板固定，所述缩放管外壁的轴向规律的设有扩张段和收缩段，缩放管内部设有两组通道，各通道内的热气体呈波浪形状流经缩放管内腔，外壁的收缩段为热气体在流经路线变化段。
2.根据权利要求1所述的大孔板缩放管高效换热器，其特征在于：热气进口设于上部壳体，热气出口设于下部壳体上，冷气进口设于中部壳体的下夹套上，冷气出口设于中部壳体的上夹套上，缩放管设于中部壳体内；热气从热气进口进入上部壳体，流经缩放管内腔，从下部壳体热气出口流出，冷气从冷气进口环向进入中部壳体的下部，经过缩放管的外壁，从中部壳体上部环向流向上夹套，再经上夹套冷气出口流出。
3.根据权利要求2所述的大孔板缩放管高效换热器，其特征在于：中部壳体内横向设有1～10块大孔板，大孔板上开有许多直径相同的孔，开孔呈正三角形或正方形排列，缩放管穿过开孔，并放置于开孔中央。
4.根据权利要求3所述的大孔板缩放管高效换热器，其特征在于：所述开孔直径在39㎜～90㎜之间，孔间距在40㎜～110㎜之间。
5.根据权利要求2所述的大孔板缩放管高效换热器，其特征在于：上部壳体和下部壳体上均设有检修孔。
6.根据权利要求2所述的大孔板缩放管高效换热器，其特征在于：上部壳体与中部壳体之间、中部壳体与下部壳体之间均通过管板相连接。
7.根据权利要求2所述的大孔板缩放管高效换热器，其特征在于：下部壳体内设有用于支撑上部壳体及中部壳体的立柱。
8.根据权利要求1所述的大孔板缩放管高效换热器，其特征在于：所述热气体为SO3热气体，冷气体为SO2冷气体。
9.根据权利要求1所述的大孔板缩放管高效换热器，其特征在于：缩放管规格包括直径为φ38㎜、φ45㎜、φ51㎜、φ57㎜、φ60㎜、φ70㎜及φ76㎜的缩放管。
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| CN201720761149.0U CN207035905U (zh) | 2017-06-28 | 2017-06-28 | 一种大孔板缩放管高效换热器 |
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| CN201720761149.0U CN207035905U (zh) | 2017-06-28 | 2017-06-28 | 一种大孔板缩放管高效换热器 |
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| CN201720761149.0U Active CN207035905U (zh) | 2017-06-28 | 2017-06-28 | 一种大孔板缩放管高效换热器 |
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| CN (1) | CN207035905U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113035387A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-25 | 哈尔滨工程大学 | 一种高效运行的pcs长期冷却水箱 |
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2017
- 2017-06-28 CN CN201720761149.0U patent/CN207035905U/zh active Active
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