CN209857696U - 一种缠绕管式毛细管换热器 - Google Patents

Abstract

一种缠绕管式毛细管换热器，包括有壳程筒体；第一、第二管板；第一、第二管箱；毛细换热管；壳程入口、出口接管；还包括有若干个设于壳程筒体内的支撑筒，各个支撑筒的两端分别支撑在第一、第二管板上；各个支撑筒内外套设并与壳程筒体之间同轴分布，相邻两个支撑筒之间留有间距；毛细换热管对应支撑筒有若干组，各组毛细换热管沿着支撑筒的轴向方向螺旋绕设在各自对应的支撑筒上；壳程入口接管设置在第一管板一侧并与最内层的支撑筒相连通；壳程出口接管设置在第二管板一侧并与最外层的支撑筒、壳程筒体之间形成的空间相连通；各个支撑筒的筒壁上开设有若干个供壳程介质通过的第一通孔。本实用新型能减弱壳程介质对毛细管的冲刷，提高使用寿命。

Description

一种缠绕管式毛细管换热器

技术领域

本实用新型属于换热装置技术领域，具体涉及一种缠绕管式毛细管换热器。

背景技术

换热器常用于医药、石化、冷暖工程等换热领域。不锈钢毛细管因为壁薄、热阻小而具有极佳的传热性能，进而适合用于换热器中作为换热管使用。

如申请号为CN201210570034.5的发明专利申请《一种换热器》公开的换热器采用换热毛细管作为换热管，换热毛细管板两端分别连接集箱，上、下集箱内安装十字型隔板，将换热毛细管分成四部分，上集箱连接有进水及出水口。冷却水在换热器内通过集箱，经历四回程依次流过四部分毛细管，使换热均匀，可有效提高换热系数，适用于腐蚀性烟气等的余热回收场合。

又如申请号为CN201811166613.7的发明专利申请《一种上密下疏双螺旋翅片换热器》(申请公布号为CN109443061A)公开的换热器包括芯轴以及沿轴向螺旋缠绕在芯轴上的螺旋毛细翅片管，在螺旋毛细翅片管外套装有密封外壳，芯轴下端与外壳留有形成蒸发腔的空间，螺旋毛细翅片管包括毛细管以及缠绕在毛细管上的螺旋翅片，所述密封外壳的上端分别开设有毛细管入口和换热器出口，毛细管出口与蒸发腔相连通；所述的螺旋毛细翅片管根据螺旋翅片间距大小分为上端密集段毛细翅片管和下端稀疏段毛细翅片管。热流体从进气口进入毛细翅片管内，在管内由上而下做螺旋流动降温后，带走蒸发腔内的热量变为低温流体，随后作为冷流体在芯轴、毛细翅片管与外壳之间形成的环形通道内由下而上呈螺旋流动状态，冷却毛细翅片管内的热流体后经排出管排出。

将毛细管应用于换热器内能较好地提高传热效率，由于毛细管的管壁非常薄，在流动介质中毛细管易受到冲刷、腐蚀、磨损，而影响毛细管的使用寿命，这成为毛细管换热器结构设计难题。

此外，在长时间的运行过程中，换热器积垢会导致换热效率降低，垢下腐蚀现象也可折损设备使用寿命。采用在线清洗方式虽然能减少污垢沉积，但设备内部“死区”无法彻底清洗干净。且现有的换热器多为焊接结构，拆卸难度大，若腐蚀严重需更换整个设备，大大增加运行成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能减弱换热介质对毛细管的冲刷，进而提高使用寿命的缠绕管式毛细管换热器。

本实用新型所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种可实现拆卸，进而便于清洗的缠绕管式毛细管换热器。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种缠绕管式毛细管换热器，包括有壳程筒体；设置在壳程筒体两端上的第一管板、第二管板；第一管箱、第二管箱；设置在壳程筒体内的毛细换热管，该毛细换热管的两端与第一管箱、第二管箱相连通；及供壳程介质进出的壳程入口接管、壳程出口接管；

其特征在于还包括有若干个设于壳程筒体内的支撑筒，各个支撑筒的两端分别支撑在第一管板、第二管板上；且各个支撑筒内外套设并与壳程筒体之间同轴分布，相邻两个支撑筒之间留有间距；

所述毛细换热管对应支撑筒有若干组，各组毛细换热管沿着支撑筒的轴向方向螺旋绕设在各自对应的支撑筒上；

所述壳程入口接管设置在第一管板一侧并与最内层的支撑筒相连通；所述壳程出口接管设置在第二管板一侧并与最外层的支撑筒、壳程筒体之间形成的空间相连通；各个支撑筒的筒壁上开设有若干个供壳程介质通过的第一通孔，以使由壳程入口接管进入的壳程介质通过第一通孔由内而外流过各层支撑筒后从壳程出口接管流出。

为了便于收集流出的壳程介质，作为改进，所述第二管板上对应所述空间开设有若干个第二通孔，所述第二管板上设有用于收集壳程介质的集流箱，该集流箱通过第二通孔与所述空间相连通，所述壳程出口接管设置在该集流箱上。

为使壳程介质能均匀流出，作为改进，所述第二通孔呈环向间隔分布在第二管板上。且第二通孔的数目、尺寸由壳程介质总允许压降核算得出。

作为优选，所述第一通孔均匀分布在各支撑筒上。如此，进一步提升了壳程介质流动的平稳性。

在上述方案中，为实现换热器的可拆卸，进而便于清洗，优选的是，所述第一管箱、第二管箱同时设置在第一管板上，所述毛细换热管的两端支撑在第一管板上并分别与第一管箱、第二管箱相连通；所述壳程筒体与支撑筒拆卸式地连接在所述第二管板上。

较优选的是，所述壳程筒体与第二管板之间通过法兰连接。

为便于拆卸的同时防止出现漏流，所述第二管板上开设有若干个供支撑筒的一端插入的密封槽，所述支撑筒的一端插接在该密封槽内并与密封槽密封配合。

在上述方案中，所述第一管板的正中间开设有第三通孔，所述壳程入口接管设置在该第一管板的外侧正中间，并通过该第三通孔与最内层的支撑筒相连通。

最后，所述毛细换热管的外径优选为0.8～3mm，壁厚优选为0.1～0.5mm。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过在壳程筒体内设置若干个同轴分布的支撑筒，各支撑筒上设有多个第一通孔，如此，支撑筒将壳程筒体的内腔由内而外分隔为多个小内腔，各个小内腔之间通过第一通孔相连通，使得由壳程入口接管进入的壳程介质能由内而外流过各层支撑筒及毛细换热管后从壳程出口接管流出，进而使得壳程介质平稳地流过毛细换热管，减弱对毛细换热管的冲刷腐蚀作用，且平稳流动的壳程介质还能避免因壳程介质流量波动造成设备及内部结构振动。且本实用新型结构简单，便于实施。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中第二管板的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1和2所示，为本实用新型的一种缠绕管式毛细管换热器的一个优选实施例，该毛细管换热器包括有壳程筒体1；设置在壳程筒体1两端上的第一管板2、第二管板3；设置在第一管板2上的供壳程介质进入的壳程入口接管4a；设置在第二管板3上的集流箱5；设置在集流箱5上的供壳程介质流出的壳程出口接管4b；设置在壳程筒体1内的毛细换热管6和支撑筒7；设置在第一管板2上的供管程介质进出的第一管箱9a、第二管箱9b。

其中，壳程筒体1立式设置，第一管板2焊接固定在壳程筒体1的顶端并封闭壳程筒体1的顶端，第二管板3设置在壳程筒体1的底端。为实现换热器的可拆卸清洗，壳程筒体1的底端拆卸式地连接在第二管板3上，本实施例中，壳程筒体1的底端与第二管板3之间通过法兰连接，具体为：第二管板3的边缘上开设有一圈间隔排列的第一螺栓孔31，壳程筒体1的底端侧壁上凸设有法兰8，法兰8上开设有与第一螺栓孔31相对应的第二螺栓孔81，螺栓穿过第一、第二螺栓孔后连接第二管板3与壳程筒体1。当需要清洗设备时，将法兰8上的螺栓拧下即可。

上述支撑筒7有若干个并竖直设于壳程筒体1内(支撑筒的数目根据实际的工况设计，图1中所示的数目仅供参考，实际设计时可多于图示的数目)，各个支撑筒7的两端分别支撑在第一管板2、第二管板3上。且各个支撑筒7内外套设并与壳程筒体1之间同轴分布，相邻两个支撑筒7之间留有间距。为实现换热器的可拆卸清洗，各个支撑筒7的顶端固定在第一管板2的内侧面上，底端拆卸式地连接在第二管板3上，具体为第二管板3的内侧面上开设有若干个供支撑筒7的底端插入的密封槽32(本实施例中支撑筒7的截面为圆形，故而各个密封槽32也为圆形密封槽)，支撑筒7的底端插接在该密封槽32内并与密封槽32密封配合，防止漏流。

毛细换热管6对应支撑筒7有若干组，各组毛细换热管6沿着支撑筒7的轴向方向螺旋绕设在各自对应的支撑筒7上(毛细换热管6的盘绕方式同现有技术，毛细换热管沿着支撑筒7的轴向从内而外螺旋盘绕成多层，相邻层毛细换热管之间留有适当距离)，且各组毛细换热管6的两端同时支撑在第一管板2上并分别与第一管箱9a、第二管箱9b相连通，毛细换热管6的外径优选为0.8～3mm，壁厚优选为0.1～0.5mm。

上述壳程入口接管4a设置在第一管板2一侧并与最内层的支撑筒7相连通；壳程出口接管4b设置在第二管板3一侧并与最外层的支撑筒7、壳程筒体1之间形成的空间X相连通。具体为：第二管板3上对应空间X开设有若干个第二通孔33(第二通孔33呈环向间隔分布在第二管板3上)，第二管板3的外侧面上设有用于收集壳程介质的集流箱5，该集流箱5通过第二通孔33与空间X相连通，壳程出口接管4b设置在该集流箱5上。第一管板2的正中间开设有第三通孔21，壳程入口接管4a设置在该第一管板2的外侧正中间，并通过该第三通孔21与最内层的支撑筒7相连通。当然，壳程入口接管4a、壳程出口接管4b也可设置在其他位置，只要使壳程入口接管4a与最内层的支撑筒7相连通，壳程出口接管4b与上述空间X相连通均可。

为实现壳程介质的平稳流动，各个支撑筒7的筒壁上开设有若干个供壳程介质通过的第一通孔71(本实施例中第一通孔71均匀分布在各支撑筒7上，第一通孔71的数目及尺寸由壳程介质流速及总允许压降核算得出，第一通孔71的数目越多，口径越大，压降就越小，需要根据实际工况设计)，以使由壳程入口接管4a进入的壳程介质通过第一通孔71由内而外流过各层支撑筒7后从壳程出口接管4b流出。

工作时，壳程介质从壳程入口接管4a进入，自最内层的支撑筒7内穿过第一通孔71，流过最内层的支撑筒7上的毛细换热管6表面，再依次通过外层的支撑筒7，最终汇集到最外层的支撑筒7与壳程筒体1的内壁间的空间X内，再经过第二管板3上的第二通孔33汇集至集流箱5，从壳程出口接管4b流出。

管程介质从第一管箱9a流入毛细换热管6内，经过螺旋缠绕的毛细换热管6与壳程介质换热后，再从第二管箱9b流出。(图1中的箭头表示壳程介质的流向和管程介质的流向)

本实施例中，将第一、第二管箱9a、9b同时设置在第一管板2上，且毛细换热管6的两端同时支撑在第一管板2上是为了实现设备的可拆洗，当然，若不考虑换热器的可拆清洗功能，第一管箱、第二管箱也可分别设置在第一管板、第二管板上，毛细换热管的两端分别支撑在第一、第二管板上；或者第一管箱、第二管箱也可同时设置在第二管板上，毛细换热管的两端也同时支撑在第二管板上或者一端支撑在第一管板上，另一端支撑在第二管板上。管箱的具体位置及毛细换热管的支撑位置可根据实际情况设计。

Claims (9)

1.一种缠绕管式毛细管换热器，包括有壳程筒体；设置在壳程筒体两端上的第一管板、第二管板；第一管箱、第二管箱；设置在壳程筒体内的毛细换热管，该毛细换热管的两端与第一管箱、第二管箱相连通；及供壳程介质进出的壳程入口接管、壳程出口接管；

其特征在于还包括有若干个设于壳程筒体内的支撑筒，各个支撑筒的两端分别支撑在第一管板、第二管板上；且各个支撑筒内外套设并与壳程筒体之间同轴分布，相邻两个支撑筒之间留有间距；

所述毛细换热管对应支撑筒有若干组，各组毛细换热管沿着支撑筒的轴向方向螺旋绕设在各自对应的支撑筒上；

所述壳程入口接管设置在第一管板一侧并与最内层的支撑筒相连通；所述壳程出口接管设置在第二管板一侧并与最外层的支撑筒、壳程筒体之间形成的空间相连通；各个支撑筒的筒壁上开设有若干个供壳程介质通过的第一通孔，以使由壳程入口接管进入的壳程介质通过第一通孔由内而外流过各层支撑筒后从壳程出口接管流出。

2.根据权利要求1所述的缠绕管式毛细管换热器，其特征在于：所述第二管板上对应所述空间开设有若干个第二通孔，所述第二管板上设有用于收集壳程介质的集流箱，该集流箱通过第二通孔与所述空间相连通，所述壳程出口接管设置在该集流箱上。

3.根据权利要求2所述的缠绕管式毛细管换热器，其特征在于：所述第二通孔呈环向间隔分布在第二管板上。

4.根据权利要求1所述的缠绕管式毛细管换热器，其特征在于：所述第一通孔均匀分布在各支撑筒上。

5.根据权利要求1所述的缠绕管式毛细管换热器，其特征在于：所述第一管箱、第二管箱同时设置在第一管板上，所述毛细换热管的两端支撑在第一管板上并分别与第一管箱、第二管箱相连通；所述壳程筒体与支撑筒拆卸式地连接在所述第二管板上。

6.根据权利要求5所述的缠绕管式毛细管换热器，其特征在于：所述壳程筒体与第二管板之间通过法兰连接。

7.根据权利要求5所述的缠绕管式毛细管换热器，其特征在于：所述第二管板上开设有若干个供支撑筒的一端插入的密封槽，所述支撑筒的一端插接在该密封槽内并与密封槽密封配合。

8.根据权利要求1所述的缠绕管式毛细管换热器，其特征在于：所述第一管板的正中间开设有第三通孔，所述壳程入口接管设置在该第一管板的外侧正中间，并通过该第三通孔与最内层的支撑筒相连通。

9.根据权利要求1所述的缠绕管式毛细管换热器，其特征在于：所述毛细换热管的外径为0.8～3mm，壁厚为0.1～0.5mm。