套管强化换热单元组件及旋流式高效套管式换热器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种套管强化换热单元组件及旋流高效管式换热器，管强化换热单元组件包括套内管、套外管、套内管扭曲强化件和套管间扭曲强化件。套内管内限定出用于流通污泥的内腔。套外管外套在套内管上，套外管与套内管之间限定用于流通污泥的外腔，外腔与内腔相隔离。套内管扭曲强化件设在内腔内。套管间扭曲强化件设在外腔内。根据本实用新型专利技术实施例的套管强化换热单元组件内的两种换热流体可产生螺旋旋转流动，使得换热流体不会产生偏流、沉积、粘结和堵塞现象，可以实现泥‑泥的长周期稳定高效换热,以及明显降低污泥输送流动阻力和泵送功耗，从而可以获得显著的污泥处置的节能经济效益和环保社会效益。

Casing enhanced heat transfer unit unit and cyclone efficient casing heat exchanger

The utility model discloses a casing strengthening heat transfer unit component and a swirling high efficient tube type heat exchanger. The tube intensification heat exchange unit comprises an inner tube, an outer sleeve, a twisted reinforcing part of the inner tube and a distortion strengthening part between the casing. The inner cavity of the inner pipe is defined to be used for circulating sludge. The outer sleeve of the outer sleeve is arranged on the sleeve pipe, and the outer cavity between the outer sleeve pipe and the inner sleeve pipe is limited to the external cavity for circulating the sludge, and the outer cavity is separated from the inner cavity. The warping reinforcement of the inner tube is located in the inner cavity. The inter casing twisted reinforcement is located in the outer cavity. Two kinds of heat exchange fluid in the casing reinforced heat transfer unit of the utility model can generate spiral rotating flow, which makes the heat transfer fluid do not produce bias, deposition, bonding and blockage. It can achieve long period stable and efficient heat transfer of mud mud, and obviously reduce the flow resistance and pump power consumption of the sludge. Thus, significant energy saving and environmental protection social benefits of sludge disposal can be obtained.

【技术实现步骤摘要】
套管强化换热单元组件及旋流式高效套管式换热器
本技术涉及换热器
，更具体地，涉及一种旋流高效套管式换热器，特别是一种泥-泥高效换热的套管式换热器。
技术介绍
随着我国城镇化的不断推进和环境保护要求的不断提高，污水污泥的处理越来越受到重视。在众多的污泥处理技术中，需要将湿污泥加热到较高温度，如一种污泥湿式氧化处理工艺，需要将污泥加热到150℃-370℃，湿污泥在高温高压的反应器中反应后再降温滤水等处理。在湿污泥的加热和降温过程中，需要最大程度的将经反应器后高温污泥的热量回收以加热进入反应器前的污泥等，以达到节能而降低运行费用等目的。目前的湿污泥换热器主要有多段管壳式换热器、套管式换热器和板式换热器，但由于湿污泥的高粘性、易粘结性、易沉淀分层和剪切变稀等特性，普遍存在污泥偏流、沉积、粘结、堵塞、换热性能很差和换热性能较快明显下降，以及输送流动阻力大和输送功耗大等问题。对于污泥多段管壳式换热器，在管程内的多个换热管内的污泥流速十分不均，甚至只有少数的换热管内有污泥流过而大多数换热管内污泥极低速或者不流动、污泥逐渐粘结换热管表面甚至堵塞部分换热管，严重时堵塞换热器。此外，即使污泥正常流速流过的换热表面的换热性能也很差，并在运行过程中换热性能也因为污垢粘结换热管壁面等因素很快会下降，而且输送污泥的阻力不断增加甚至经常出现堵塞使得整个污泥处理装置不得不停运。相对于管程，在其壳程内由于存在折流涡区，污泥流动更为不均匀，污泥更容易沉积和堵塞，换热性能更差。特别是对于反应前的污泥，其无论是换热性能还是流动性能均特别差，其污泥偏流、沉积、粘结、堵塞的现象十分严重，因此，采用管壳式换热器难以实现泥-泥稳定换热，而采用反应后的污泥与水等工艺介质换热也很不稳定而且换热性能很差。对于污泥套管式换热器，相比于污泥多段管壳式换热器，无论是套管内和套管间的污泥流速的均匀性得到了一定的改善，但依然均存在明显的不均匀流动，很容易产生污泥分层流动、沉积、粘结换热管壁面等现象。在运行过程中，无论是套管间还是套管内，很快就会出现污泥分层流动、底部大量沉积、半管流动，直至堵塞换热管的现象。此外，套管间的污泥流动性较差也非常容易堵塞，换热器换热性能也比较差，而且污泥输送的流动阻力也特别大，导致污泥输送的功耗也比较大。另外，由于套管式结构的原因，污泥套管式换热器占地特别大，建造成本高，甚至有些情况无法进行设备布置等。对于污泥板式换热器，尽管一般采用宽流道设计，结构也相对紧凑，但上述污泥沉积、粘结甚至堵塞以及换热性能差等问题同样存在。综上，由于湿污泥的高粘性、易粘结性、易沉积分层和剪切变稀等特性，现有污泥换热器普遍存在污泥偏流、沉积、粘结、堵塞、换热性能很差和换热性能较快明显下降的问题，以及污泥输送流动阻力大和泵送功耗大的问题。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种套管强化换热单元组件，所述套管强化换热单元组件能够有效地改善污泥在换热单元中的流动和换热状态，有效地防止污泥偏流和沉积，有效地减缓污泥粘结换热表面，基本消除污泥堵塞换热流道的现象，从而显著提高换单元的换热性能和长周期运行可靠性，并有效降低污泥输送流阻和功耗。本技术还旨在提出一种旋流高效套管式换热器。所述旋流高效套管式换热器可以获得显著的节能经济效益和环保社会效益。根据本技术实施例的套管强化换热单元组件，包括：套内管，所述套内管内限定出用于流通污泥的内腔，所述内腔具有套内管进口和套内管出口；套外管，所述套外管外套在所述套内管上，所述套外管与所述套内管之间限定用于流通污泥的外腔，所述外腔与所述内腔相隔离，所述外腔具有套外管进口和套外管出口；套内管扭曲强化件，所述套内管扭曲强化件设在所述内腔内，所述套内管扭曲强化件构造成驱动污泥产生螺旋旋转流动；套管间扭曲强化件，所述套管间扭曲强化件设在所述外腔内，所述套管间扭曲强化件构造成驱动污泥产生螺旋旋转流动。根据本技术实施例的套管强化换热单元组件，由于采用了所述的“套内管扭曲强化件”和“套管间扭曲强化件”，使得套内管内的换热流体和套管间的换热流体产生了“螺旋旋转流动”，使得流体不会产生偏流、沉积、粘结和堵塞现象，也同时显著地强化了换热过程，从而可以实现污泥与污泥的稳定且高效换热，而且在强化传热的同时其流动阻力还比较小，降低了污泥输送功耗，从而可以获得显著的热量回收和降低污泥加热能耗，以及显著降低污泥泵送功耗，获得显著的节能经济效益和环保效益。在一些实施例中，所述套内管扭曲强化件和所述套管间扭曲强化件中的至少一个形成为单头螺旋扭曲带。在一些实施例中，所述套内管扭曲强化件和所述套管间扭曲强化件中的至少一个形成为多头螺旋扭曲带。在一些实施例中，所述套内管扭曲强化件和所述套管间扭曲强化件中的至少一个在所述套内管的轴向长度方向上连续设置。在一些实施例中，所述套内管扭曲强化件和所述套管间扭曲强化件中的至少一个包括沿所述套内管的轴向上间隔开设置的多个扭曲带。在一些实施例中，所述套内管扭曲强化件包括沿所述套内管的轴向上间隔开设置的多个扭曲带，每相邻两个所述扭曲带之间通过连接件相连。根据本技术实施例的旋流高效套管式换热器，包括：所述的套管强化换热单元组件以及，用于对所述套管强化换热单元组件进行保温的保温件。根据本技术实施例的旋流高效套管式换热器能够强化换热过程，实现了污泥与污泥间的长周期稳定、高效换热，并且在强化传热的同时还降低了污泥的流动阻力，降低了污泥输送功耗。由此，本技术实施例的旋流高效套管换热器不但可以获得显著的热量回收和降低污泥加热能耗、显著地降低污泥泵送功耗，还可以获得显著的节能经济效益和环保效益。在一些实施例中，所述的旋流高效套管式换热器，还包括：外壳，所述套管强化换热单元组件设在所述外壳内，所述保温件填充在所述外壳内，所述套管强化换热单元组件设在所述保温件内。在一些实施例中，所述套管强化换热单元组件为多个，多个所述套管强化换热单元组件依次首尾相连，其中，多个所述套管强化换热单元组件的所述套内管通过套内管连接件依次连通，多个所述套管强化换热单元组件的所述套外管通过套外管连接件依次连通。具体地，多个所述套管强化换热单元组件沿蜿蜒方向依次排布。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本技术实施例的旋流高效套管式换热器的结构示意图；图2是根据本技术实施例的套管式强化换热单元组件的结构示意图；图3是图2中套管式强化换热单元组件的横截面结构示意图；图4是图2中套管式强化换热单元组件的局部三维结构示意图；图5是本技术一个实施例套内管扭曲强化件的局部三维结构示意图；图6是本技术另一个实施例套内管扭曲强化件的局部三维结构示意图；图7是本技术实施例的套管间扭曲强化件的局部三维结构示意图。附图标记：100：旋流高效套管式换热器；1：套管强化换热单元组件；11：套内管；12：套外管；13：套内管扭曲强化件；131：扭曲带；131：连接件132；14：套管间扭曲强化件；15：套内管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种套管强化换热单元组件，其特征在于，包括：套内管，所述套内管内限定出用于流通污泥的内腔，所述内腔具有套内管进口和套内管出口；套外管，所述套外管外套在所述套内管上，所述套外管与所述套内管之间限定用于流通污泥的外腔，所述外腔与所述内腔相隔离，所述外腔具有套外管进口和套外管出口；套内管扭曲强化件，所述套内管扭曲强化件设在所述内腔内，所述套内管扭曲强化件构造成驱动污泥产生螺旋旋转流动；套管间扭曲强化件，所述套管间扭曲强化件设在所述外腔内，所述套管间扭曲强化件构造成驱动污泥产生螺旋旋转流动。

【技术特征摘要】
1.一种套管强化换热单元组件，其特征在于，包括：套内管，所述套内管内限定出用于流通污泥的内腔，所述内腔具有套内管进口和套内管出口；套外管，所述套外管外套在所述套内管上，所述套外管与所述套内管之间限定用于流通污泥的外腔，所述外腔与所述内腔相隔离，所述外腔具有套外管进口和套外管出口；套内管扭曲强化件，所述套内管扭曲强化件设在所述内腔内，所述套内管扭曲强化件构造成驱动污泥产生螺旋旋转流动；套管间扭曲强化件，所述套管间扭曲强化件设在所述外腔内，所述套管间扭曲强化件构造成驱动污泥产生螺旋旋转流动。2.根据权利要求1所述的套管强化换热单元组件，其特征在于，所述套内管扭曲强化件和所述套管间扭曲强化件中的至少一个形成为单头螺旋扭曲带。3.根据权利要求1所述的套管强化换热单元组件，其特征在于，所述套内管扭曲强化件和所述套管间扭曲强化件中的至少一个形成为多头螺旋扭曲带。4.根据权利要求1所述的套管强化换热单元组件，其特征在于，所述套内管扭曲强化件和所述套管间扭曲强化件中的至少一个在所述套内管的轴向长度方向上连续设置。5.根据权利要求1所述的套管强化换热单元组件，其特征在于，所述套...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟继安，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：北京,11