CN211651317U - 一种新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器，主要由管箱、管板、壳体、新型椭圆扭曲扁管组成，该新型椭圆扭曲扁管是由入口直管段、顺时针扭曲段、出口直管段组成，该新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器的其他零部件仍为普通管壳式换热器中的结构形式；本实用新型涉及的新型椭圆扭曲扁管，其工作介质在管内流动换热时具有湍流程度高、换热系数高、不易结垢、流动死区少等优点；本实用新型涉及的四管程和四壳程设计，能有效解决小流量带来的壳体流速较低问题；该新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器的其他零部件与普通的管壳式换热器之间有良好的通用性，具有广泛的实际应用价值。

Description

一种新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器

技术领域

本实用新型涉及一种新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器，属于强化换热技术领域。

背景技术

换热器是石油、化工、冶金、动力、轻工业、食品乃至航空航天等相关行业中应用广泛的典型设备，它是开发二次能源，实现热回收节约能源耗散的重要设备。在目前能源的合理利用成为企业发展核心的背景下，紧凑、高效、安全可靠已成为换热器发展的方向。

如今，管壳式换热器由于其流量大、压降损失小以及操作压力高而被广泛应用，工程应用中的管壳式换热器的换热管都使用圆管，工作流体在圆管内的湍流效果差，造成换热效果差、换热效率低。除此之外，管壳式换热器由于内部折流板形成的流动死区，使得流阻增大、换热效率降低。一般管壳式换热器内部湍动程度较小，流体内杂质等污垢易沉积，换热管容易被堵塞，影响设备的寿命，尤其是大型的管壳式换热器，换热管堵塞后，管束清洗困难，这不但影响换热效果，而且影响整个工艺流程的运行。

实用新型内容

针对以上所述问题，本实用新型提供了一种新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器，其优点在于，工作介质在管内流动换热时湍流程度高、换热系数高、不易结垢，其零部件与普通管壳式换热器之间存在良好的通用性。相邻两层相间椭圆扭曲扁管可实现完全自支撑。其四管程和四壳程的设计，能有效解决小流量带来的壳体流速较低问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器，主要包括新型椭圆扭曲扁管、管箱、管板、法兰、壳体；新型椭圆扭曲扁管由入口直管段、顺时针扭曲段、波节、出口直管段组成；新型椭圆扭曲扁管两端固定在管板上，包含在壳体内；管箱分为左管箱和右管箱，分别通过左管箱法兰和右管箱法兰连接在壳体左右两端；管板和纵向挡板焊接在一起，安放在壳体内，两端分别与左管箱和右管箱连接；法兰分为左管箱法兰和右管箱法兰，连接管箱和壳体；换热器分为管程部分和壳程部分，管程部分主要由管程进口部分、管程换热部分、以及管程出口部分组成，其中，管程进口部分由管程进口、右管箱、右管箱法兰、右管箱法兰垫片、管板组成；管程换热部分由新型椭圆扭曲扁管形成的换热管束组成；管程出口部分主要有管程出口；壳程部分主要由壳程进口、壳程出口、壳体组成。

新型椭圆扭曲扁管是由进口、入口直管段、顺时针扭曲段、出口直管段、出口组成。工作介质在管内流动换热时湍流程度高、换热系数高、不易结垢，其零部件与普通管壳式换热器之间存在良好的通用性。

本实用新型涉及的新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器中，壳体为四管程和四壳程设计，能有效解决小流量带来的壳体流速较低问题，提高了换热效率。

本实用新型涉及的新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器中，新型椭圆扭曲扁管按正三角形布置，相邻椭圆扭曲扁管的波节互相接触，可以实现完全自支撑。自支撑是一种软接触，使得磨损和振动大大减小；没有支撑结构，消除了传热死区。

本实用新型涉及的新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器中，新型椭圆扭曲扁管顺时针扭曲段的主要结构参数取决于：扭曲导程S、椭圆管外截面长半轴a、椭圆管外截面短半轴b、椭圆管扭曲而成的扭曲管的外径d；流体随着管壁形状变化产生了周期性螺旋流动，这种流动现象使湍流程度增大，换热系数提高。

附图说明

图1：实用新型一种新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器的结构示意图；

图2：一种新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器4管程和4壳程示意图；

图3：新型椭圆扭曲扁管及其截面示意图。

图中：1铭牌及支架、2左管箱、3左管箱法兰、4左管箱法兰垫片、5壳体、 6管束、7管板、8右管箱法兰、9右管箱法兰垫片、10右管箱、11管程进口、12管程出口、13壳程入口、14壳程出口、15排气口、16排液口、17纵向挡板、 18入口直管段、19顺时针扭曲段、20波节、21出口直管段。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

本实用新型的实施方式如下：一种新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器其流体流动分为管程和壳程，管程流动的流体称为管程流体，壳程流动的流体称为壳程流体。

管程流体的流动过程如下：管程流体由管程进口进入管程进口部分的右管箱，由于右管箱法兰和右管箱法兰垫片的密封作用，管程流体不会渗漏；管程流体从右管箱通过后上部分管束到左管箱；然后从左管箱通过前上部分管束到右管箱；然后从右管箱通过前下部分管束到左管箱；最后从左管箱通过后下部分管束到右管箱，完成4管程流动；随后，经过换热的管程流体经过出口管板的汇集作用，管程流体由管程出口流出新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器，由于右管箱法兰垫片的密封作用，管程流体不会渗漏。

壳程流体的流动过程如下：壳程流体由壳程入口进入壳体内与管程的管程流体进行换热，由于新型椭圆扭曲扁管的自支撑作用，壳程流体在壳程无流动死区，这增加了壳程流体的湍流程度，且减小了流动阻力；随后，经过换热的壳程流体由壳程出口流出该新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器；壳体内由纵向挡板分成4壳程；壳程流体由壳程入口流入后下区壳程部分，经过右边管板时，进入前下区壳程部分，流至左边管板时，由前下区壳程部分进入前上区壳程部分，由前上区壳程部分流至右边管板时，进入后上区壳程部分，最后由壳程出口流出；壳程流体依次流过壳体内的4个区域，提高了壳程流体的流速。

新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器的新型椭圆扭曲扁管是由入口直管段、顺时针扭曲段、波节、出口直管段组成。流体随着管壁形状变化产生了周期性螺旋流动，这种流动现象使湍流程度增大，换热系数提高，对流体壁面边界层和污垢层产生很强的破坏作用；该新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器的零部件与普通管壳式换热器之间存在良好的通用性，有较好的发展前景和广泛的实际应用价值。

Claims (4)

1.一种新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器，其特征在于，该换热器主要包括新型椭圆扭曲扁管、管箱、管板、法兰、壳体；所述新型椭圆扭曲扁管由入口直管段、顺时针扭曲段、波节、出口直管段组成；所述新型椭圆扭曲扁管两端固定在管板上，包含在壳体内；所述管箱分为左管箱和右管箱，分别通过左管箱法兰和右管箱法兰连接在壳体左右两端；所述管板和纵向挡板焊接在一起，安放在壳体内，两端分别与左管箱和右管箱连接；所述法兰分为左管箱法兰和右管箱法兰，连接管箱和壳体。

2.根据权利要求1所述的一种新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器，其特征在于：所述壳体为四管程和四壳程设计。

3.根据权利要求1所述的一种新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器，其特征在于：所述新型椭圆扭曲扁管按正三角形布置，相邻椭圆扭曲扁管的波节互相接触。

4.根据权利要求1所述的一种新型四壳程椭圆扭曲扁管自支撑换热器，其特征在于：所述新型椭圆扭曲扁管包括入口直管段，顺时针扭曲段，波节，出口直管段。

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