本发明专利技术涉及一种热交换装置。它是由换热流体的进出口、壳体、封头、中间隔板、多圈套管、封条或配流板、定距器件、翅片、程间隔板和支撑、结构件等所组成，其特征在于，相邻的两流体的流道为多圈同心相套的环隙，它们是由相套的金属管或螺纹焊管组合而成，依靠封条或配流板，使两换热流体呈逆向流动、换热。这种换热器有普通型和强化型；单程和多程；两股流和多股流；不可拆卸和可拆卸密封；采用翅片、内插物和波纹板强化有多种结构形式。它们分别适用于不同的具体条件和某些特殊工艺要求，应根据运行工况、流体的理化性质，综合考虑择优选择。本发明专利技术的有益效果是，可克服各种ＩＶ型螺旋板式换热器现存的缺点，扩大了适用范围，可用于目前只能采用管壳式换热器的高参数（高温、高压、巨型，或超低温）的工况中，有可能以显著的可比优势，在任何工况中取代号称换热器之母的管壳式换热器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种热交换装置。
技术介绍
通过换热面使相邻两流体之间进行间接换热，是换热器的主要结构形式，按换热面的形状分，换热器主要有管壳式和板式两大类。管壳式是工业用主流换热器，石化工业中的换热器80％是管壳式，故号称“换热器之母”。这是由于它处理量大，使用时间最长，技术成熟，压力等级高，温度范围广，人们已建立了设计、制造和运行一整套程序，很方便查找到设计和制造标准，可用多种材料制造，对其工作温度和工作压力设有太多的限制。但实践也暴露了它存在以下缺点(1)不能实现逆流换热，使末端温差大(8℃以上)，热效率低；(2)壳程流道截面积约为管程的2.5倍，为增大壳程流速，要采用折流板，并由此带来一系列问题；(3)紧凑性最低，单位换热面积最重，滞液量最大，自重和操作重量最重，安装占地面积最大，单位热负荷耗材最多；(4)需要管板，另部件多，强化传热的手段有限，传热系数很小；(5)热应力大，当两流体温差较大时，要采用热补偿，结构复杂；(6)相同材质的管材的价格比板材贵；(7)壳程流体斜向冲刷管束，诱发振动，使管子在折流板穿孔处发生磨损或疲劳损坏；(8)壳程只能采用化学办法清垢，会污染环境。螺旋板式换热器是一种紧凑型换热器，具有许多优点端部温差可小到2-3℃；传热效率高；以板代管，材料购置费用低；材料消耗少；紧凑性好；温差应力小；结垢倾向小。其缺点是处理量太小；流体的流动阻力较大；缺乏进一步强化传热的技术手段，不适于用于气-液、气-气热交换的场合；工作压力不高。由申请人专利技术的“一种新型热交换装置-多圈式换热器”专利(ZL95215477.3)，和“一种可拆卸耐压多程双轴向流螺旋板式换热器”专利(CN03131883.5已公开，实审中)，有效地克服传统螺旋板式换热器存在的上述缺点。迄今已涉及过程有水-水、水-液、液-液、水-气、气-液换热，和蒸发器和冷凝器换热。取得了显著的经济效益和社会效益。为汲取板式换热器的优点，又能克服它的缺点，强化传热，提高紧凑性，大幅降低材料消耗量，申请人又申报了“一种螺旋波纹板式换热器”(CN200510038575.3已公开)。为适应海上采油平台和远洋舰船上耐腐蚀需用钛、钽、铌等昂贵金属材料的特性，申请人又申报了“一种换热芯可外抽的耐腐蚀双轴向流螺旋板式换热器”，(CN200510041521.2已公开)。目的在于克服昂贵金属与碳钢互焊性差的缺点，减少昂贵耐腐蚀材料的消耗量，降低生产成本。以上以螺旋板为基本结构的换热器(商品名称为IV型螺旋板式换热器)，都有以下缺点1.螺旋道首尾连通，整个螺旋体内部只要有一个微小漏点，很难修理，只能整台报废；2.受商品卷板宽度(目前在1500mm以下)的限制，单元换热器的长度只2米左右，增加了端部封条的焊接工作量，大型换热器要将多个单元换热器串联安装，不仅增加法兰、垫圈、螺栓、螺母的用量，增加了泄漏点，造成安装和捡漏的工作量，影响运行寿命也增加设备购置费用；3.尽管将卷板拼接，再卷制成螺旋体在工艺上是可能的，但由于在大跨度卷床上卷制螺旋体，所需传递的力矩很大，需要大直径的中心管，这样做会使换热器的紧凑性变差，4两流体主要呈轴向流和半圈周向流，流体流经的路程不长。
技术实现思路
为克服上述缺点，本专利技术提供了一种多圈套管式换热器，它是由换热流体的进出口、壳体、封头、换热套管、中间隔板、封条或配流板、定距器件、翅片、程间隔板和支撑、结构件等所组成。其特征在于，相邻流体的流道为多圈同心相套的环隙，它们是由相套的金属管或螺纹焊管组合而成，依靠封条或配流板，使两流体逆向流动、换热。这种换热器有多种结构形式，按热工性能分有普通(基本)型和强化型两种，按流体流动分有单程和多程两种，按换热流体的数量分有两股流和多股流两种，按流道封堵方式分有不可拆卸的封条焊接密封和可拆卸的将传热套管与配流板采用粘合、钎焊、填料压紧密封两种，按强化传热的方法分有采用各种翅片、内插物和波纹板，波纹形状有斜波、人字波和环波，波的成型在套管卷制前后均可。按换热芯能否外抽分有可抽和不可抽两种。它们分别适用于不同的具体条件和某些特殊工艺要求，应根据运行工况、流体的理化性质，综合考虑择优选择。例如，当流体中固体杂质较多、含有纤维状物质、粘度很大、结垢严重，就不应选用强化型结构，当装置平面布置，对换热器的长度有特别限制时，可选用多程结构，当工艺要求实现多股流换热时，可选用多股流结构，当换热套管使用钛钽铌等昂贵金属制造时，为节约材料，可考虑选择波纹板结构，当换热介质有气相时，应优先考虑在气侧设置翅片，当工艺上要求尽量降低两流体的端部温差，可考虑选择由蛇状定距条构成的螺纹流。本专利技术的有益效果是，可克服各种IV型螺旋板式换热器的前述缺点，扩大了适用范围，可用于目前只能采用管壳式换热器的高参数(高温、高压、巨型，或超低温)的工况中，有可能以显著的可比优势，在任何工况中取代号称换热器之母的管壳式换热器。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。图1是普通型单程多圈套管式换热器正剖面示意图，图2是图1的A-A剖示图，图3是普通型三程多圈套管式换热器正剖面示意图，图4是图3A部放大图，图5是图3B-B剖示图，图6是图3A-A剖示图，图7是普通型多股流多圈套管式换热器正剖面示意图，图8是图7的M-M剖示图，图9是图7的N-N剖示图，图10是图7的A向视图，图11是图7的B向视图，图12是将传热基板轧制成波纹板的展开图，图13是全波波纹板的剖示图，图14是半波波纹板的剖示图，图15是波纹传热基板在螺纹卷管机上的卷制时的示意图，图16是图15的A-A剖示图，图17是采用定距条为定距器件、传热基板为平板在螺纹卷管机上的卷制时的示意图，图18是图17的侧示图，图19是一流道设置翅片、另一流道设置定距条在螺纹卷管机上的卷制时的示意图，图20是图19的侧示图，图21是一流道不设定距器件、另一流道设置定距器件的示意图，图22是图21的A-A视图，图23是图21的B-B视图。图24是一种传热芯可外抽的多圈套管式换热器的示意图，图25是图24的A向视图，图26是图24的B向视图。图中1冷流体进出口，2封头用螺栓、螺母和垫圈，3配流板垫圈，4壳体用螺栓、螺母和垫圈，5配流板，6可拆卸密封，7壳体法兰(1)，8外壳筒体，9换热套管，10封条，11中间隔板，12壳体法兰(2)，13垫圈，14封头法兰，15封头用螺栓、螺母和垫圈，16热流体进出口，17埋头螺栓，18支撑块，19封头，20程间隔板，21中心管，22封固料，23 1#股流进出口，24 2#股流进出口，25 3#股流进出口，26 4#股流进出口，27环形槽，28弓形透槽，29定距柱，30定距条，31翅片，32波纹槽，33冷流体配流室(用附加括号内的I、II、III代表程数)，34热流体配流室(用附加括号内的I、II、III代表程数)，35填料压盖，36压紧螺栓，37填料函，38填料，39支架，40可抽换热芯，n多圈套管的圈数，n-1为n圈的内圈，n+1为n圈的外圈，α螺旋焊管螺旋焊缝的螺纹升角，B基板宽，L待卷基板长，δ待卷基板厚，h翅片高。具体实施例方式实施例1普通型单程多圈套管式换热器。图1是其正剖面示意图，图2是图1的A-A剖视图。为简化说明，图1的左边为采本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多圈套管式换热器，是由换热流体的进出口、壳体、封头、中间隔板、多圈套管、封条或配流板、定距器件、翅片、内插物、程间隔板和支撑、结构件等所组成，其特征在于，相邻的两流体的流道为多圈同心相套的环隙，它们是由相套的金属管或螺纹焊管组合而成，依靠封条或配流板，使两换热流体呈逆向流动、换热。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴植仁，
申请(专利权)人：吴植仁，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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