CN218723360U - 一种翅片强化泥水换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种翅片强化泥水换热器，涉及污泥处理处置技术领域，包括同轴心设置的换热内管和换热外管，在换热内管一周设置呈辐射状分布的翅片，所有翅片所在平面的交线为换热内管中心轴线，换热内管内流动介质粘度高于换热外管和换热内管之间的空间流动介质的粘度；翅片上沿轴向开设若干扰流孔；两种不同介质在换热内管内外逆向流动以达到换热效果，本实用新型公开的一种翅片强化泥水换热器，通过在换热内管上焊接强化换热翅片，有效增加换热内管内外腔之间泥与水或其他换热流体之间的有效换热面积，创造有利于换热的紊动条件，从而提高了泥水换热器的换热效率。

Description

一种翅片强化泥水换热器

技术领域

本实用新型涉及污泥处理处置技术领域，具体为一种翅片强化泥水换热器。

背景技术

随着我国社会经济的不断发展，投产的城市生活污水处理厂及城市污水处理量逐年增涨，污泥产量也随着污水处理能力的提升大幅增加。长期以来，我国污水处理厂普遍存在“重水轻泥”的现象，污泥处理处置设施建设相对滞后，缺口巨大。

污泥处理和处置技术种类繁多。以热水解或水热碳化为代表的水热技术具有处理周期短、能源回收率高、占地面积小等优点，近年来受到越来越多的关注。为提高能源利用率，降低能耗水平和运行费用，这类技术普遍采用泥水换热设备将高温出料中的热量提取出来用于进料预热。由于污泥属于高粘度流体，工程上通常采用套管式换热器来进行泥水换热。

在实现本实用新型的过程中，实用新型人发现，现有技术存在以下缺憾：

常规套管式换热器内管与外管间换热介质的接触面仅为内管表面积，换热面积有限，导致整体换热效率较低。如果扩大内管直径，又会导致外管直径同步扩大，同时换热流体流速降低，传热系数下降，抵消面积增加带来的换热强化效果。另外，换热内管和外管之间的水或低粘流体通道截面为环形，低流速下，流体近似层流流动，不利于换热。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺憾，本实用新型提供一种翅片强化泥水换热器，具有换热接触面积大，流动状态好，换热效率高的优点。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种翅片强化泥水换热器，包括同轴心设置的换热内管和换热外管，在换热内管一周设置呈辐射状分布的翅片，所有翅片所在平面的交线为换热内管中心轴线，换热内管内流动介质粘度高于换热外管和换热内管之间的空间流动介质的粘度；翅片上沿轴向开设若干扰流孔。

进一步的，翅片与换热内管一体化成型。

进一步的，换热内管直径d与换热外管直径D之比为0.5-0.85。

进一步的，翅片径向高度为换热内管直径d的0.2～0.5倍，翅片与换热外管之间留有1-10mm的间隙。

进一步的，所述换热内管采用不锈钢或碳钢制成；翅片采用不锈钢、金属铝或铝合金制成。

进一步的，换热外管采用不锈钢或碳钢制成。

进一步的，换热内管、换热外管和翅片组成基本换热模块，多个基本换热模块串联或并联。

进一步的，翅片上沿轴向开设若干扰流孔，相邻两个翅片上的扰流孔错位开设。

进一步的，扰流孔的面积占翅片面积的8％～10％。

进一步的，换热外管的端面处与换热内管密封，换热外管的管壁两端分别对应开设流体入口和出口。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型提供的一种翅片强化泥水换热器，通过在内管外部焊接若干用于强化换热的翅片，增加了换热内管内外腔之间泥与水或其他换热流体之间的有效换热面积，通过翅片上孔桥设计增强了换热内管外部传热流动的扰动，从而提高了泥水换热器的换热效率，降低泥水换热器体积和投资，本实用新型的推广和应用有助于推动污泥水热相关处理技术的发展。

进一步的，翅片与换热外管之间留有1-10mm的间隙翅片与外壁间隙，能增强换热内管外部传热流动的扰动，

附图说明

图1为本实用新型提供的翅片强化泥水换热器基本换热模块结构示意图；

图2为图1所示基本换热模块截面示意图；

图3为带翅片换热内管和换热外管组装示意图；

其中：1为换热内管；2为翅片；3为换热外管；4为热泥或高温高粘流体；5为冷泥或低温高粘流体；6为冷水或低温低粘流体；7为热水或高温低粘流体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

如图1、图2和图3所示，本实用新型提供一种翅片强化泥水换热器，包括同轴心设置的换热内管1和换热外管3，在换热内管1一周设置呈辐射状分布的翅片2，所有翅片2所在平面的交线为换热内管1中心轴线，所述带翅片的换热内管内流动介质为污泥或高粘度流体，换热外管和换热内管之间的空间流动介质为水或导热油等低粘度流体；两种不同介质可在换热内管内外逆向流动以达到换热的效果。

进一步的，换热外管3的端面处与换热内管1密封，换热外管3的管壁两端分别对应开设流体入口和出口，使得换热外管3与换热内管1之间的流体充分流经翅片2，提高换热效率。

所述换热内管外用于增强换热的翅片可钎焊于内管上，为了增强扰流和维持各流动区域的压力平衡，翅片与换热外管之间留有一定的间隙。经验证当带翅片换热内管直径d与换热外管直径D之比范围在0.5-0.85；翅片径向高度为在换热内管直径d的0.2～0.5倍；翅片与换热外管间隙在1-10mm范围内时，可有效提高泥水换热器的换热效率。

可选的，翅片2与换热内管1采用相同材质制成，翅片2与换热内管1一体化成型。

所述换热内管1为不锈钢或碳钢材质；翅片2为不锈钢、金属铝或铝合金材质；换热外管3采用不锈钢或碳钢制成。

图1中翅片强化泥水换热器污泥热量回收时的工作状态；作为本实用新型的另一种实施例，当翅片强化泥水换热器作为污泥预热器使用时，将热泥或高温高粘流体4和冷泥或低温高粘流体5对调，冷水或低温低粘流体6和热水或高温低粘流体7对调。

当水或低粘度流体在换热内管外部流动时，翅片分隔而成的各通道之间的流体通过与换热外管之间的间隙相互连通，使得各通道内压力相对均衡，避免出现气塞或过大的压差。翅片上可以优选地冲压形成若干微小的扰流孔，相邻两个翅片2上的扰流孔错位开设，以产生必要的扰动，强化换热，可选的，所述扰流孔的总面积占翅片面积的8％～10％。通过增加强化翅片，有效增加了换热内管内外腔之间泥与水或其他换热流体之间的有效换热面积。上述技术手段使得泥水或两种流体之间的换热条件得到明显改善，因而本实用新型提出的翅片强化泥水换热器的换热效率远高于常规套管式换热器。

换热内管1的端部和换热外管3的端面上均设置法兰，两者通过法兰密封连接，法兰连接处设置密封圈。

也可以在换热外管3的端面上焊接密封环，所述密封环与换热内管1外壁焊接。

参考图3，换热内管1、换热外管3和翅片2组成基本换热模块，多个基本换热模块串联或并联能够实现不同换热功率的换热器，以满足不同换热场景的需求。

以上所示仅是本实用新型的优选实施方式，本技术领域的普通技术人员在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种翅片强化泥水换热器，其特征在于，包括同轴心设置的换热内管(1)和换热外管(3)，在换热内管(1)一周设置呈辐射状分布的翅片(2)，所有翅片(2)所在平面的交线为换热内管(1)中心轴线，换热内管(1)内流动介质粘度高于换热外管(3)和换热内管(1)之间的空间流动介质的粘度；翅片(2)上沿轴向开设若干扰流孔。

2.根据权利要求1所述一种翅片强化泥水换热器，其特征在于，翅片(2)与换热内管(1)一体化成型。

3.根据权利要求1所述一种翅片强化泥水换热器，其特征在于，换热内管(1)直径d与换热外管(3)直径D之比为0.5-0.85。

4.根据权利要求1所述一种翅片强化泥水换热器，其特征在于，翅片(2)径向高度为换热内管(1)直径d的0.2～0.5倍，翅片(2)与换热外管(3)之间留有1-10mm的间隙。

5.根据权利要求1所述一种翅片强化泥水换热器，其特征在于，所述换热内管(1)采用不锈钢或碳钢制成；翅片(2)采用不锈钢、金属铝或铝合金制成。

6.根据权利要求1所述一种翅片强化泥水换热器，其特征在于，换热外管(3)采用不锈钢或碳钢制成。

7.根据权利要求1所述一种翅片强化泥水换热器，其特征在于，换热内管(1)、换热外管(3)和翅片(2)组成基本换热模块，多个基本换热模块串联或并联。

8.根据权利要求1所述一种翅片强化泥水换热器，其特征在于，相邻两个翅片(2)上的扰流孔错位开设。

9.根据权利要求1所述一种翅片强化泥水换热器，其特征在于，扰流孔的面积占翅片面积的8％～10％。

10.根据权利要求1所述一种翅片强化泥水换热器，其特征在于，换热外管(3)的端面处与换热内管(1)密封，换热外管(3)的管壁两端分别对应开设流体入口和出口。

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