CN2754038Y - 麻花扁管换热器 - Google Patents

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陈世醒
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Abstract

本实用新型提供了一种麻花扁管换热器，该换热器管束由若干麻花状扁管组成，管束外布有多道钢箍以增强管束的刚度，钢箍间设有阻流圈。由于管子的特殊结构使得管内、管外流体同处于螺旋流动，两侧流体的热交换同时得以强化。管束外特殊的阻流圈结构克服了管束外测与壳体内侧间传热介质的短流现象。此种换热器无折流板，降低了成本，减少了结垢和震动，尤其方便现有管壳式换热器的改造，在化工、石化等行业中应用前景广阔。

Description

麻花扁管换热器
一、技术领域
本实用新型提供了一种新型换热器，属传热技术领域。
二、背景技术
传统的弓形折流板换热器由于其结构简单、适应性强而广泛应用于化工、石油化工等工业领域中。但由于其存在传热死区、传热效率有待改善、结构不够紧凑等缺点，已逐渐为越来越多的新型高效换热器所取代。换热器开发和研究始终是人们关注的课题。新近开发的各种强化传热技术无非涉及两个方面：管内或管外。管内通常采取改变管壁状况或加入各种插入物的方法，管外则多采取改变折流方式的方法。但它们只能使管内或管外单方面得到强化，工业应用的现状并不理想。
三、发明内容
本实用新型目的在于克服现有技术的不足，设计一种可使管内、管外传热同时得到强化，传热效率高，结构紧凑，抗垢，防震的换热器。该换热器的核心是用一种麻花状扁管替代常规的圆形换热管。加工后的麻花扁管截面呈椭圆形，每根麻花扁管与相邻各管通过长轴施行紧密的点接触。这样在壳侧换热管之间便形成了一道道螺旋通道。由于麻花扁管换热器管内外均为螺旋状通道，流体在离心力的作用下，周期性地改变速度和方向，增加了流体的湍动度，减薄了作为传热主要热阻的滞流底层的厚度，加之壳程没有折流板，压降小且不存在传热死区，流体只在管隙的螺旋通道中通过，管内外流体呈逆流流动，换热性能明显提高。在压降近乎相等的情况下，此种换热器较常规换热器的总传热系数可提高40％。此外，由于麻花扁管在壳体内排列紧凑，一方面可减小换热器的尺寸，另一方面也减小或避免了管子震动。加上这种换热器与常规的弓形折流板换热器相比，不同的只是管束的变化，即用麻花状扁管代替通常的圆管组成传热管束，因此非常方便现有换热器的改造。
为了增强管束的刚度，方便吊装和拆卸，管束外每隔0.5～1.0m布有一道用钢板制成的扎箍，扎箍宽为50～150mm，厚为6～8mm。
在管束外周与壳体内壁之间存在着一个较大的环状空隙。这将极大地影响传热效果。为了防止部分壳程流体不走管间螺旋通道而从环状空隙通过，即所谓的“短流”现象出现，同时对管束起支撑作用，每两道钢箍之间设有1～3个环状阻流圈。出于安装方便考虑，每个阻流圈由两个半圈组成，阻流圈内径为管束外径，外径接近壳体内径。
四、附图说明
图1为麻花扁管换热器示意图；
图2为麻花扁管示意图；
图3为阻流圈示意图。
五、具体实施方式
本实用新型的关键在于麻花扁管(1)制作和管束的组装。麻花扁管(1)的制作有两种方法：一种是利用模具先将圆管压扁，然后加热扭曲成麻花状；另一种是利用具有异面夹角两轧辊的专用成型装置，使圆管在被轧扁的同时又被扭曲，一次成型。为了防止瘪管现象出现，椭圆截面的长轴(a)、短轴(b)之比不能大于2。
为了保证在壳侧的换热管之间形成完整的螺旋通道，布管工作应严格按照步骤进行：1)将固定管板固定在操作架上；2)将支架与固定管板固定；3)在支架上布好一支用于参照的麻花扁管(1)；4)将依次装入管板的麻花扁管(1)调整角度，使其长、短轴保持对应关系；5)将管子与固定管板点焊定位；6)利用台具将所有管子一次装入浮动管板内；7)安装导流筒；8)捆扎箍(2)；9)焊接传热管。
接下来就是安装阻流圈(3)、安装滑道等。
阻流圈(3)的间距视管束的直径和长度而定，其内径为管束外径，外径宜尽量接近壳体内径，以不妨碍管束的安装、拆卸为准。
本实用新型可根据壳程压降的大小，选用内导流筒或外导流筒结构。

Claims (2)

1、一种麻花扁管换热器，其特征是：管束由若干麻花状扁管(1)组成，扁管截面呈椭圆状，相邻传热管之间靠外壁椭圆长轴(a)处的点接触支撑.
2、如权利要求1所述的麻花扁管换热器，其特征是：管束外每隔0.5～1.0m布有一道扎箍(2)，每两道扎箍之间设有1～3个环形阻流圈(3)，每个阻流圈由两个半圈组成，阻流圈内径为管束外径，外径接近壳体内径。
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