CN219869196U - 一种绕管式冷凝换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种绕管式冷凝换热器，包括筒状壳体、封板、中心支撑管、下集管、上集管和缠绕管。筒状壳体中部具有换热腔室，上下两端分别通过上盖和下盖密封；封板为两个，中部具有网格开口，分别安装在筒状壳体与上、下盖之间；中心支撑管位于换热腔室中部，固定安装在上、下封板之间；下集管为环状，具有内部空间，安装在封板上；上集管为环状，具有内部空间安装在封板上；缠绕管两端分别与上集管和下集管连通，至少两根缠绕管呈螺旋状围绕在中心支撑管的外侧。本实用新型的绕管式冷凝换热器，立式安装，可以承受高温高压，减少结垢，可以根据换热器的大小，增加或减少缠绕管的长度和层数，自由组合，制作简单，可以大批量生产。

Description

一种绕管式冷凝换热器

本申请是申请号为202222878122.3的分案申请，原申请的申请日为：2022年10月31日，原申请的发明名称为：一种绕管式冷凝换热器。

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，具体涉及一种绕管式冷凝换热器。

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，通过金属壁面将高温流体的热量传递给低温流体，使低温流体的温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，提高能源的利用率，广泛应用于物料的蒸发、冷凝、加热及冷却等工艺过程。

我国目前常用的换热器有管壳式换热器、浮动盘管式换热器、套管式换热器、板式换热器和板壳式换热器等。同等换热面积下，管壳式换热器、浮动盘管式换热器和套管式换热器均具有体积大、重量大、造价高的特点，但普遍可以承受高压和高温，套管式换热器结垢后不易清洗；板式换热器同等换热面积下体积小、重量大、造价低，但存在结垢后不易清洗，不能承受高压和高温的缺点；板壳式换热器同等换热面积下体积小、重量小、造价高，但制造工艺难度大，也存在结垢不易清洗的问题，而且只能承受一定的高压（不大于10MPa）和高温。

基于上述换热器的各种特点，发明人研发了一种既可以承受高温高压，又可以减少换热管结垢，而且制作简单，可以大批量生产，同等换热面积下体积更小的绕管式冷凝换热器。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的换热器在同等换热面积下，部分换热器不能承受高温高压，部分换热器体积大、重量大、造价高，部分换热器易结垢但不易清洗的技术缺陷，从而提供一种能够承受高温高压、不易结垢，且体积小、重量轻、造价低的绕管式冷凝换热器。

为此，本实用新型提供一种绕管式冷凝换热器，包括：

筒状壳体，中部具有换热腔室，上下两端分别可拆卸地安装有上盖和下盖，所述上盖上开设有第一开口，所述下盖上开设有第二开口；

封板，包括上封板和下封板，中部均具有网格状的开口，所述上封板安装在所述筒状壳体与所述上盖之间，所述下封板安装在所述筒状壳体与所述下盖之间；

中心支撑管，位于所述换热腔室中部，可拆卸地固定安装在所述上封板与下封板之间；

下集管，为环状结构，具有内部空间，套设在所述中心支撑管外侧，安装在所述下封板上方，并高于所述下封板一定高度，通过第一管路向下穿过所述筒状壳体与外界连通；

上集管，为环状结构，具有内部空间，套设在所述中心支撑管外侧，位于所述上封板下方，并低于所述上封板一定高度，通过第二管路向上穿过所述筒状壳体与外界连通；

缠绕管，至少为一个，一端与所述下集管连通，另一端与所述上集管连通，螺旋围绕在所述中心支撑管的外侧，并固定在所述中心支撑管上。

本实用新型提供一种绕管式冷凝换热器，包括：

筒状壳体，中部具有换热腔室，上下两端分别可拆卸地安装有上盖和下盖，所述上盖上开设有第一开口，所述下盖上开设有第二开口；

封板，包括上封板和下封板，中部均具有网格状的开口，所述上封板安装在所述筒状壳体与所述上盖之间，所述下封板安装在所述筒状壳体与所述下盖之间；

中心支撑管，位于所述换热腔室中部，可拆卸地固定安装在所述上封板与下封板之间；

下集管，为环状结构，具有内部空间，套设在所述中心支撑管外侧，安装在所述下封板上方，并高于所述下封板一定高度，通过第一管路向下穿过所述筒状壳体与外界连通；

上集管，为环状结构，具有内部空间，套设在所述中心支撑管外侧，位于所述上封板下方，并低于所述上封板一定高度，通过穿设在所述中心支撑管内部的第二管路向下穿过所述筒状壳体与外界连通；

缠绕管，至少为一个，一端与所述下集管连通，另一端与所述上集管连通，螺旋围绕在所述中心支撑管的外侧，并固定在所述中心支撑管上。

作为一种优选方案，所述缠绕管的内径为8-16mm，厚度为0.5-2mm，长度为0.5-120m，材质为不锈钢，铝，铜，碳钢，化学塑料中的一种。

作为一种优选方案，所述缠绕管有若干个，围绕所述中心支撑管由内至外螺旋缠绕有至少两层。

作为一种优选方案，缠绕管中心轴线正投影的半径为80mm-1000mm。

作为一种优选方案，一层所述缠绕管中，包含有至少两种螺旋方向，一层所述缠绕管中上下相邻的两个所述缠绕管的螺旋方向不同，且上下相邻的两个所述缠绕管之间通过垫条间隔固定。

作为一种优选方案，所述缠绕管的螺旋末端与所述上集管或所述下集管之间设有自由弯曲段。

作为一种优选方案，同一换热器内的螺旋缠绕管口径相同，每一根的长度相同，各层缠绕的圈数基本相同。

作为一种优选方案，所述上集管和所述下集管上的开口设有若干个，螺旋缠绕管可以提前预制，且所述螺旋缠绕管两端分别可拆卸地与所述上集管和所述下集管的开口连通，形成不同的缠绕层。

作为一种优选方案，还包括检查口，开设在所述筒状壳体的靠近所述下盖的位置。

本实用新型提供的技术方案，具有以下优点：

本实用新型的绕管式冷凝换热器，包括：筒状壳体、封板、中心支撑管、下集管、上集管和缠绕管。其中，筒状壳体中部具有换热腔室，上下两端分别通过上盖和下盖密封，上盖上开设有第一开口，下盖上开设有第二开口；封板包括上封板和下封板，中部均具有网格状的开口，上封板安装在筒状壳体与上盖之间，下封板安装在筒状壳体与下盖之间；中心支撑管位于换热腔室中部，固定安装在上封板与下封板之间；下集管为环状结构，具有内部空间，套设在中心支撑管外侧，安装在下封板上方，并高于下封板一定高度，通过第一管路向下穿过筒状壳体与外界连通；上集管为环状结构，具有内部空间，套设在中心支撑管外侧，安装在上封板下方，并低于上封板一定高度，通过第二管路向上穿过筒状壳体与外界连通；缠绕管至少为一个，一端与下集管连通，另一端与上集管连通，螺旋围绕在中心支撑管的外侧，并固定在中心支撑管上。本实用新型的绕管式冷凝换热器，筒状壳体内的流体为第一介质，从第二开口流入，第一开口流出；缠绕管内的流体为第二介质，从第二管路进入缠绕管，与筒状壳体内的第一介质进行换热后经第一管路流出。本实用新型的绕管式冷凝换热器，管程全部由缠绕管组成，两端分别与上集管和下集管连通，省掉了管板和封头，减轻了重量，降低了成本，并且可以承受更高的压力，最大可以达到24.5MPa；缠绕管螺旋围绕在中心支撑管的外侧，增加了缠绕管在换热腔室内的管程，同等换热面积下，换热效率更高。缠绕管有若干个，围绕中心支撑管由内至外螺旋缠绕有至少两层，一层缠绕管包含有至少两种螺旋方向，一层缠绕管中上下相邻的两个缠绕管的螺旋方向不同，且上下相邻的两个缠绕管之间通过垫条间隔固定，设置缠绕管中心轴线正投影的半径为80-1000mm，这样可以借用流体介质在缠绕管内的离心力和向下的冲击力（间隔设置也是为了获得更大的向下的冲击力），尽量在缠绕管内制作湍流，冲刷缠绕管的内壁，避免产生结垢。

本实用新型的绕管式冷凝换热器，采用立式安装，可以承受高温高压，减少结垢，而且缠绕管可以先用弯管机制作出来，根据换热器的大小，只需增加或减少缠绕管的长度和层数，自由组合，制作简单，造价低，可以大批量生产。

附图说明

为了更清楚地说明现有技术或本实用新型具体实施方式中的技术方案，下面对现有技术或具体实施方式描述中所使用的附图作简单介绍。

图1是本实用新型绕管式冷凝换热器的整体结构示意图。

图2是另一种结构形式的绕管式冷凝换热器的整体结构示意图。

附图标记：1、筒状壳体；11、换热腔室；12、上盖；13、下盖；14、第一开口；15、第二开口；2、封板；21、上封板；22、下封板；3、中心支撑管；31、第一管路；4、下集管；5、上集管；51、第二管路；6、缠绕管；61、自由弯曲段。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请权利要求书和说明书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意在覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备，不限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是还可以包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例

本实施例提供一种绕管式冷凝换热器，如图1所示，包括：筒状壳体1、封板2、中心支撑管3、下集管4、上集管5和缠绕管6。

其中，筒状壳体1中部具有换热腔室11，上下两端分别通过上盖12和下盖13密封，上盖12上开设有第一开口14，下盖13上开设有第二开口15；封板2包括上封板21和下封板22，封板中部均具有网格状的开口，上封板21安装在筒状壳体1与上盖12之间，下封板22安装在筒状壳体1与下盖13之间；中心支撑管3位于换热腔室11中部，可拆卸地固定安装在上封板21与下封板22之间；下集管4为环状结构，具有内部空间，套设在中心支撑管3外侧，安装在下封板22上方，并高于下封板22一定高度，通过第一管路31向下穿过筒状壳体1与外界连通；上集管5为环状结构，具有内部空间，套设在中心支撑管3外侧，位于上封板21下方，并低于上封板21一定高度，通过第二管路51向上穿过筒状壳体1与外界连通；缠绕管6至少为一个，一端与下集管4连通，另一端与上集管5连通，螺旋围绕在中心支撑管3的外侧，并固定在中心支撑管3上。

本实施例的绕管式冷凝换热器，筒状壳体1内的流体为第一介质，从下盖13上的第二开口15进入，从上盖12上的第一开口14流出；缠绕管6内的流体为第二介质，从第二管路51进入缠绕管6，与筒状壳体1内的第一介质换热后从第一管路31流出。本实施例的绕管式冷凝换热器，管程全部由缠绕管6组成，两端分别与上集管5和下集管4连通，省掉了传统设置在缠绕管6两端将缠绕管6聚聚在一起的管板和封头，减轻了重量，降低了成本，可以承受更高的压力，最大可以达到24.5MPa；缠绕管6螺旋围绕在中心支撑管3的外侧，增加了缠绕管6在换热腔室11内的管程，同等换热面积下，换热效率更高；进一步地，缠绕管6可以先用弯管机制作出来，根据换热器的大小，增加或减少缠绕管6的层数，自由组合，制作简单，造价低，可以大批量生产。

本实施例的绕管式冷凝换热器，多根缠绕管6平行缠绕在中心支撑管3的外侧，每一根缠绕管6的口径相同，每一根的缠绕管6的长度相同，每一根缠绕管6弯曲的圈数相同。如此设置，使得进入到每个缠绕管6内的换热介质流量相同，换热介质在缠绕管6内的流速相同，可以最大限度地减少每一根缠绕管6的换热温差，增加换热量。

优选的，缠绕管6具有若干个，围绕中心支撑管3由内至外螺旋缠绕有至少两层；一层缠绕管6中，包含有至少两种螺旋方向，一层缠绕管6中上下相邻的两个缠绕管6的螺旋方向不同，且上下相邻的两个缠绕管6之间通过垫条间隔固定；缠绕管6中心轴线的正投影半径为80mm-1000mm。这样可以借用流体介质在缠绕管6内的离心力和向下的冲击力（间隔设置也是为了获得更大的向下的冲击力），尽量在缠绕管6内制作湍流，冲刷缠绕管6的内壁，避免产生结垢。

本实施例的绕管式冷凝换热器，缠绕管6的口径为12mm，缠绕管6的厚度为1mm，长度为20m，采用不锈钢材质制作而成。作为变形，本领域技术人员可以将缠绕管6的内径设置为8-16mm，厚度设置为0.5-2mm，长度设置为0.5-120m，材质可以是不锈钢，铝，铜，碳钢，化学塑料中的任选一种。

本实施例的绕管式冷凝换热器，采用上供下回的换热方式，第一管路31朝向下盖13设置，并向下延伸至筒状壳体1外部；第二管路51朝向上盖12设置，并向上延伸至筒状壳体1外部。

如图2所示，本实施例的绕管式冷凝换热器，还可以采用下供下回的换热方式，第一管路31朝向下盖13设置，并向下延伸至筒状壳体1外部；第二管路51一端与上集管5连通，弯曲穿过中心支撑管3后，向下延伸至筒状壳体1外部。当使用换热器对易结垢的介质进行换热时，优选采用下供下回的换热方式，减少结垢。并且，可以在下盖13和筒状壳体1的连接处设置法兰，增加检查口等方式，方便清洗、检修、检查。

本实施例的绕管式冷凝换热器，相邻两层缠绕管6之间具有一定的间隙，为多个具有相同厚度的垫条，安装在相邻的两层缠绕管6之间。缠绕管6相邻两层之间有一定的间隙，缠绕管6的螺旋末端与上集管5或下集管4之间有很大的自由弯曲段61，冷热伸缩可以自由补偿，可以承受高温和低温（-195℃—550℃）；缠绕管6、上集管5和下集管4全部固定在中心支撑管3上，相邻两层之间用相同厚度的垫条固定，保证相邻的两层缠绕管6之间的距离相同。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本创新技术方案的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种绕管式冷凝换热器，其特征在于，包括：

筒状壳体（1），中部具有换热腔室（11），上下两端分别可拆卸地安装有上盖（12）和下盖（13），所述上盖（12）上开设有第一开口（14），所述下盖（13）上开设有第二开口（15）；

封板（2），包括上封板（21）和下封板（22），中部均具有网格状的开口，所述上封板（21）安装在所述筒状壳体（1）与所述上盖（12）之间，所述下封板（22）安装在所述筒状壳体（1）与所述下盖（13）之间；

中心支撑管（3），位于所述换热腔室（11）中部，可拆卸地固定安装在所述上封板（21）与下封板（22）之间；

下集管（4），为环状结构，具有内部空间，套设在所述中心支撑管（3）外侧，安装在所述下封板（22）上方，并高于所述下封板（22）一定高度，通过第一管路（31）向下穿过所述筒状壳体（1）与外界连通；

上集管（5），为环状结构，具有内部空间，套设在所述中心支撑管（3）外侧，位于所述上封板（21）下方，并低于所述上封板（21）一定高度，通过穿设在所述中心支撑管（3）内部的第二管路（51）向下穿过所述筒状壳体（1）与外界连通；

缠绕管（6），至少为一个，一端与所述下集管（4）连通，另一端与所述上集管（5）连通，螺旋围绕在所述中心支撑管（3）的外侧，并固定在所述中心支撑管（3）上。

2.根据权利要求1所述的绕管式冷凝换热器，其特征在于：所述缠绕管（6）的内径为8-16mm，厚度为0.5-2mm，长度为0.5-120m，材质为不锈钢，铝，铜，碳钢，化学塑料中的一种。

3.根据权利要求1所述的绕管式冷凝换热器，其特征在于：所述缠绕管（6）有若干个，围绕所述中心支撑管（3）由内至外螺旋缠绕有至少两层。

4.根据权利要求3所述的绕管式冷凝换热器，其特征在于：所述缠绕管（6）中心轴线的正投影半径为80mm-1000mm。

5.根据权利要求3所述的绕管式冷凝换热器，其特征在于：一层所述缠绕管（6）中，包含有至少两种螺旋方向，一层所述缠绕管（6）中上下相邻的两个所述缠绕管（6）的螺旋方向不同，且上下相邻的两个所述缠绕管（6）之间通过垫条间隔固定。

6.根据权利要求1所述的绕管式冷凝换热器，其特征在于：所述缠绕管（6）的螺旋末端与所述上集管（5）或所述下集管（4）之间设有自由弯曲段（61）。

7.根据权利要求1所述的绕管式冷凝换热器，其特征在于：同一换热器内的螺旋缠绕管（6）口径相同，每一根的长度相同，各层缠绕的圈数基本相同。

8.根据权利要求1所述的绕管式冷凝换热器，其特征在于：所述上集管（5）和所述下集管（4）上的开口设有若干个，螺旋缠绕管（6）可以提前预制，且所述螺旋缠绕管（6）两端分别可拆卸地与所述上集管（5）和所述下集管（4）的开口连通，形成不同的缠绕层。

9.根据权利要求1所述的绕管式冷凝换热器，其特征在于：还包括检查口，开设在所述筒状壳体（1）的靠近所述下盖（13）的位置。