内置全长扭带球突管式换热器制造技术

本发明专利技术公开了内置全长扭带球突管式换热器，外壳的两端内壁上各安装有一个管板，外壳的一端顶部设置有热介质进口管，外壳的另一端底部设置有热介质出口管，内设置有水平隔板，一端顶部设置有冷介质进口管，底部设置有冷介质出口管，外壳的内部沿管径方向设置有多个折流板，折流板上下交错安装在外壳内壁上，使外壳内部形成从一端至另一端上下交错的气流通道，外壳内沿轴向设置多个管束，管束的两端均固定在管板的管板孔内，管束穿过折流板并被折流板所支撑，管束为内置全长扭带球突管束。本发明专利技术的有益效果是结合了粗糙表面强化和采用远壁面扰流元件两种强化换热方式，强化换热效应。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了内置全长扭带球突管式换热器，外壳的两端内壁上各安装有一个管板，外壳的一端顶部设置有热介质进口管，外壳的另一端底部设置有热介质出口管，内设置有水平隔板，一端顶部设置有冷介质进口管，底部设置有冷介质出口管，外壳的内部沿管径方向设置有多个折流板，折流板上下交错安装在外壳内壁上，使外壳内部形成从一端至另一端上下交错的气流通道，外壳内沿轴向设置多个管束，管束的两端均固定在管板的管板孔内，管束穿过折流板并被折流板所支撑，管束为内置全长扭带球突管束。本专利技术的有益效果是结合了粗糙表面强化和采用远壁面扰流元件两种强化换热方式，强化换热效应。【专利说明】 内置全长扭带球突管式换热器
本专利技术属于热力设备
，涉及内置全长扭带球突管式换热器。
技术介绍
强化换热技术广泛应用于石油、化工、电力、冶金、船舶、机械、供暖、食品和制冷等领域中，典型的应用装备包括换热器、空调、化学反应设备以及制冷设备。被动强化换热作为重要的强化换热技术之一，能够有效的提高设备传热效率、减小设备尺寸以及降低其成本。高效换热元件的开发是被动强化换热的核心技术，深入研究其流动和传热的内在机理和规律对换热装备的设计、优化有着重要的实际意义。 从二十世纪七十年代至今，强化传热技术的开发和应用研究被全世界国家的学者放在举足轻重的地位。进入九十年代以后，强化传热技术进入飞速发展阶段，其更新换代日新月异，第二代强化传热技术逐渐被认为是一种常规技术，因此各学者着手开始将第二代技术向第三代发展。著名学者Bergles最近提出了一种最新的第四代复合强化传热技术的概念，即将二种或几种强化换热手段同时使用，使得换热效果优于单一手段作用下的强化换热效应。 目前为止，传统的高效换热器多采用单一的强化换热手段。一是采用粗糙表面强化换热管，通过改进壁表面形状设计形成脱涡流，达到破坏边界层，提高边界层内的传热性能的目的，例如横纹槽管、螺旋槽管、纵槽管、波纹管、正旋管以及翅片管等。二是采用远壁面扰流元件，产生了连续不断的涡流，在离心力的影响下使管中心的流体和壁面边界层的流体充分混合。但是单一的手段其换热效果不理想。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供内置全长扭带球突管式换热器，解决了现有的换热器多采用单一的强化换热手段、换热效果不理想的问题。 本专利技术所采用的技术方案是包括管状外壳、冷介质进口管、冷介质出口管、热介质进口管、热介质出口管、两个管板、第一封头、第二封头、水平隔板、多个折流板和管束；其中，外壳的两端内壁上各安装有一个管板，外壳其中一端开口部安装有第一封头，外壳的另一端开口部安装有第二封头，第一封头和第二封头将外壳的两端开口封闭，外壳的一端顶部设置有热介质进口管，外壳的另一端底部设置有热介质出口管，第一封头内设置有水平隔板，将第一封头内部空间分割成上下相同的两部分，第一封头的顶部设置有冷介质进口管，第一封头的底部设置有冷介质出口管，外壳的内部沿管径方向设置有多个折流板，折流板上下交错安装在外壳内壁上，使外壳内部形成从一端至另一端上下交错的气流通道，夕卜壳内沿轴向设置多个管束，管束的两端均固定在管板的管板孔内，管束穿过折流板并被折流板所支撑，管束为内置全长扭带球突管束。 进一步，所述内置全长扭带球突管束的管内径D为20mm，内插扭带的180°扭距y范围为25-75mm，球突管结合内置全长扭带相比于光管结合内插扭带在壁面上多出一个凸起的波形结构，扭宽与管内径相等。 进一步，所述球突的突距和内置全长扭带的匹配设计包括3种布置，突距小于扭距，突距等于扭距以及突距大于扭距。 进一步，所述突距范围为25mm?50mm。 进一步，突深范围为0.5謹?2謹。 本专利技术的有益效果是结合了粗糙表面强化和采用远壁面扰流元件两种强化换热方式，鉴于表面基和流体基强化措施的作用区域不同，避免了强化换热管的构形冲突并且其共存可以形成合力，使得内置全长扭带球突管式换热器的换热效应进一步加强。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术管壳式换热器结构示意图； 图2是本专利技术内置全长扭带结构示意图； 图3是本专利技术管束布置径向截面图； 图4是本专利技术实施例1纽带布置示意图； 图5是本专利技术实施例2纽带布置示意图； 图6是本专利技术实施例3纽带布置示意图； 图7是本专利技术实施例4纽带布置示意图； 图8是本专利技术实施例5纽带布置示意图。 图中，1.管状外壳，2.冷介质进口管，3.冷介质出口管，4.热介质进口管，5.热介质出口管,6.管板,7.第一封头,8.折流板,9.管束，10.第二封头，11.水平隔板。 【具体实施方式】 下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术进行详细说明。 如图1所示是本专利技术管壳式换热器结构示意图，本专利技术包括管状外壳1、冷介质进口管2、冷介质出口管3、热介质进口管4、热介质出口管5、两个管板6、第一封头7、第二封头10、水平隔板11、多个折流板8和管束9 ;其中，外壳I的两端内壁上各安装有一个管板6，外壳I其中一端开口部安装有第一封头7，外壳I的另一端开口部安装有第二封头10，第一封头7和第二封头10将外壳I的两端开口封闭，外壳I的一端顶部设置有热介质进口管4，外壳I的另一端底部设置有热介质出口管5，第一封头7内设置有水平隔板11，将第一封头7内部空间分割成上下相同的两部分，第一封头7的顶部设置有冷介质进口管2，第一封头7的底部设置有冷介质出口管3，外壳I的内部沿管径方向设置有多个折流板8，折流板8上下交错安装在外壳I内壁上，使外壳I内部形成从一端至另一端上下交错的气流通道，外壳I内沿轴向设置多个管束9，管束9的两端均固定在管板6的管板孔内，管束9穿过折流板8并被折流板8所支撑，管束9为内置全长扭带球突管束。 本专利技术主要是对传统的管壳式换热器采取强化措施，用球突管与内置全长扭带相配合代替传统的光管，内置全长扭带球突管结构比较复杂，如图2所示包括管的内径D，内插扭带的180°扭距y，球突管结合内置全长扭带相比于光管结合内插扭带在壁面上多出一个凸起的波形结构，结构参数包括球突的圆弧半径即波峰半径R、波深H、波距即球突的突距为P。球突管中的扭带是内置全长，扭宽w与管内径相等。图3是本专利技术管束布置径向截面图。包括管间距(tp)，波峰间距(WP)。球突的突距和内置全长扭带的匹配设计包括3种布置，突距小于扭距，突距等于扭距以及突距大于扭距。突深H为0.5mm?2mm，突深会影响突起间的距离，对壳侧的传热性能和阻力性能影响较大。扭带和管路的材质可以根据不同的换热工况选取不锈钢、碳钢以及合金钢。 本专利技术运用表面基和流体基协同强化的理念，设计了一种内置全长扭带球突管式换热器。由于壳程的节流效应，外胀式波节管的壳程强化换热效果明显高于管程，管内插扭带的引入进一步增强管程的强化换热能力，可实现双边同时高效强化换热的效果，因此特别适用于管侧和壳侧需要同时高效强化的气-气(汽)换热工况。 本专利技术一种高效的内置全长扭带球突管式换热器，采用表面基与流体基协同作用下的复合强化换热技术，大大提高了综合传热效率。并且，内置全长扭带球突管式换热器能够实现周期性混合与分离的同时节省材料，降低制造成本。而且，本专利技术的内置全长扭带球突管式本文档来自技高网...

【技术保护点】
内置全长扭带球突管式换热器，其特征在于：包括管状外壳(1)、冷介质进口管(2)、冷介质出口管(3)、热介质进口管(4)、热介质出口管(5)、两个管板(6)、第一封头(7)、第二封头(10)、水平隔板(11)、多个折流板(8)和管束(9)；其中，外壳(1)的两端内壁上各安装有一个管板(6)，外壳(1)其中一端开口部安装有第一封头(7)，外壳(1)的另一端开口部安装有第二封头(10)，第一封头(7)和第二封头(10)将外壳(1)的两端开口封闭，外壳(1)的一端顶部设置有热介质进口管(4)，外壳(1)的另一端底部设置有热介质出口管(5)，第一封头(7)内设置有水平隔板(11)，将第一封头(7)内部空间分割成上下相同的两部分，第一封头(7)的顶部设置有冷介质进口管(2)，第一封头(7)的底部设置有冷介质出口管(3)，外壳(1)的内部沿管径方向设置有多个折流板(8)，折流板(8)上下交错安装在外壳(1)内壁上，使外壳(1)内部形成从一端至另一端上下交错的气流通道，外壳(1)内沿轴向设置多个管束(9)，管束(9)的两端均固定在管板(6)的管板孔内，管束(9)穿过折流板(8)并被折流板(8)所支撑，管束(9)为内置全长扭带球突管束。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩怀志，李晓明，张国磊，张鹏，杨龙滨，李彦军，孙宝芝，宋思明，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23