CN2201649Y - 扩口螺纹管换热器 - Google Patents

Abstract

一种扩口螺纹管换热器，由壳体和若干扩口螺纹 管等组成。其特点是：扩口螺纹管(4)贯穿于壳体内 的两管板(2)和(7)及隔板(6)之间，构成换热器内 胆。且其管身呈连续均匀的螺纹状，高温工质进入口 呈喇叭口状，且纵截面呈流线形状。

其优点是：热效率高，抗工质中固体颗料集积，不 堵管，耐磨损，阻力小，抗腐蚀，结构紧凑，省材料，制 作工艺简单，成本低。

Description

本实用新型涉及的是一种换热器，特别是一种采用扩口螺纹管的换热器。

换热器被广泛地应用于化工、热能动力、医药、轻工、机械、纺织等行业。换热器根据不同用途有各种型式。但在应用最多的管壳式和管箱式换热器中，换热管是其主要元件，也是影响换热器使用性能和影响换热效率的最主要因素。

目前管壳（箱）式换热器中，换热管使用最多的是光管，即其内、外壁未经加工的光壁管。这种光管有如下缺点：管内工质直流流动，因此在管壁内侧形成了边界层流层，这种层流层热阻很大，所以光管的传热效率低。当管内工质含固体颗粒时，由于边界层粘性大，管壁边界处流速比管子中间流速小，固体颗粒很容易集积，产生积灰堵管。当含有固体颗粒的工质从管口流入时，由于管口缩口，流体流动方向将改变，管口附近段不断受到冲刷，很容易被磨损磨通（参见图1），使设备损坏不能使用。

目前已有使用螺旋槽管的。螺旋槽管因在管子上加工了螺旋槽，当工质在管内流动时，其边界层流层被破坏，传热效率有了很大提高。但这种型式存在如下缺点：螺旋槽一般型式有梯形槽，矩形槽、三角形槽等，这些管内的凸缘背着流动方向的一侧，在流体流经时，会形成回流区（参见图2、图3、图4中的H区域）。因回流，固体颗粒将沉淀集积，该处被固体颗粒堆积后，此段管壁温度将降低，这样将造成管壁温度的不均匀，一方面在低温管段容易造成低温腐蚀，另一方面影响了传热。同时这种螺旋槽管有间隔着的直管段，这些直管段同样存在着光管的缺陷。

为了解决管端入口段磨损问题，目前采用最多的方法是在管端加防磨内套（参见图5）和将管端磨损段伸出管板外（参见图6）。管端加防磨内套有如下缺点：增加了防磨套管材料，使工质进口阻力增大，且加装防磨内套工艺复杂。将管端磨损段伸出管板外，其目的是即使该段被磨损磨通，也不影响设备使用，但其缺点是：增加了伸出段的材料消耗，增加了设备的长度尺寸，增加了工质的进口阻力。

本实用新型的目的是鉴于以上结构型式的不足，设计一种采用扩口螺纹管的换热器，它具有更高的换热效率和抗工质中固体颗粒在管内集积、堵塞的能力，且耐腐蚀性能提高。

本实用新型技术解决方案如下：

本实用新型包括一个壳体和若干扩口螺纹管等组成。其特征是在壳体的二端各有一个进口法兰和出口法兰，其壳体上的相对的两侧也各设有一个进口法兰和出口法兰，在与壳体两端的进口法兰    和出口法兰相应的壳体内，设有进口管板和出口管板，在进口管板和出口管板间设有若干隔板，扩口螺纹管贯穿于进口管板、出口管板和隔板间。

本实用新型的优点是：传热效率高，抗固体颗粒集积，不堵管，阻力小，耐磨损，抗腐蚀，结构紧凑，省材料，制作工艺简单，成本低。特别适用于做工质中含有固体颗粒和腐蚀性气体的换热器。例如做化肥生产的集收器，锅炉、工业炉窑的换热设备或余热回收设备等。

下面结合一个实施例及其附图对本实用新型的技术解决方案作进一步说明：

图1给出的是光管及螺旋槽管作换热器时，工质流进管口时流动方向改变的示图。其中M段为光管或螺旋槽管受工质的冲刷段。

图2给出的是梯形螺旋槽管管段示图。

图3给出的是矩形螺旋槽管管段示图。

图4给出的是三角形螺旋槽管管段示图。

图5给出的是管端加防磨套管的结构示图。

图6给出的是管端磨损段仲出管板外的结构示图。

图7给出的是扩口螺纹管剖面图。

图8给出的是本实用新型的结构示图。

图9、图10是扩口螺纹管和管板装配关系局部放大图。

在图7中，扩口螺纹管4，其管身部分10挤压成连续的螺纹状，其纵截面的形状，呈连续均匀的流线型。高温工质进入端11滚压成喇叭口，其纵截面呈流线型。

在图8中，5是壳体，其上设有高温工质入口法兰1和出口法兰8，低温工质入口法兰3和出口法兰9，其内部装有管板2和7及隔板6，扩口螺纹管4贯穿于其中。当一种含有固体颗粒的高温工质A从入口法兰（1）进入本换热器后，流经由管板（2）、（7），隔板（6）和很多根排列着的扩口螺纹管（4）所组成的内胆的扩口螺纹管（4）内时，与另一种从入口法兰（3）进入的在壳体（5）内的管外流动的低温工质B进行换热。高温工质A将放热，成为低温工质A′从出口法兰（8）流出，而低温工质B将吸热，成为高温工质B′从出口法兰（9）流出，这样就完成了换热过程。由于扩口螺纹管（4）入口管端（11）为流线型的喇叭口，工质A入口时将平滑流动，解决了原直管口因缩口使流动方向改变而造成的对管端的磨损问题，而且进口阻力很小。当工质A进入管内后，它将沿着螺纹旋转扰动流动，一方面可将热阻很大的边界层流层破坏，大大提高了换热效率，一方面这种旋转扰动的气流，在沿着呈流线型的管内螺纹壁面流动中，将有效地冲刷固体颗粒，使其不能集积，解决了因固体颗粒集结而产生的堵管问题；同时由于边界层流层的破坏，和管壁没有固体颗粒集积，使管子的壁面温度提高，壁温均匀，有效地解决了低温腐蚀问题。

Claims (2)

1、一种扩口螺纹管换热器，由壳体和若干扩口螺纹管等组成，其特征是壳体(5)的二端各有一个进口法兰(1)和出口法兰(8)，其壳体上的相对两侧也各设有一个进口法兰(3)和出口法兰(9)，在壳体(5)的两端，在进口法兰(1)和出口法兰(8)相应的壳体内，设有进口管板(2)和出口管板(7)，在进口管板(2)和出口管板(7)间设有若干隔板(6)，扩口螺纹管(4)贯穿于进口管板(2)、出口管板(7)及隔板(6)之间。

2、根据权利要求1所述之扩口螺纹管换热器，其特征在于其扩口螺纹管（4）的管身（10）为连续的螺纹状，其纵截面形状呈连续均匀的流线型，其高温工质进入端（11）呈喇叭口状，其纵截面呈流线型。

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