涡旋管热交换器制造技术

一种涡旋管热交换器，圆筒形外壳体的两端设有封头，一端封头与壳程流体的进口连接，另一端封头与壳程流体的出口连接，其特征在于：在圆筒形外壳体内部设有与其轴线相垂直的涡旋管，涡旋管的两端分别与管程流体的进出口管连接。涡旋管可以为单层涡旋管、双层涡旋管、多层涡旋管，管程流体的进出口管与圆筒形外壳体之间为焊接连接或填料函连接。它的优点是换热管束密集，单位空间换热面利用率高；管程、壳程流速适中，综合换热系数大；取消管板，消除了温差应力；流体换热交叉区无焊接点，避免换热流体之间腐蚀互漏，安全性能高；不易结垢；承压能力高；结构紧凑；安装使用方便。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种间壁式热交换器。
技术介绍
间壁式热交换器可分为管式热交换器、板式热交换器、夹套式热交换器以及各种异型结构传热面组成的特殊类型热交换器等类型。其中管壳式热交换器是在一个圆筒形外壳内设置许多平行管子(管束)，换热流体分别流经管内空间(管程)和管外空间(壳程)进行热量交换。管壳式热交换器主要组件有管束、圆筒形壳体、管板以及管箱封头。其有很多优点结构简单，造价较低、选材范围广泛，处理能力大，能适应高温高压要求。现在通用的管壳式热交换器主要有固定管板式、U形管式、浮头式和填料涵式四种类型。固定管板式热交换器管束与壳体两端管板固定连接，与其它形式相比结构比较简单，重量轻，在管外程数相同的情况下可排列的管数多，但它的壳程不能检修和清洗，同时当管束与壳体的温差太大而产生不同的热膨胀时，常会使管子与管板的接口脱开，从而发生介质的泄漏。为了避免这一问题可在壳体上焊接膨胀节，膨胀节只能减小而不能完全消除温差热应力，且在多管程热交换器中，这种方法不能照顾到管子的相对移动。U形管热交换器由于换热管管束由U字形弯管组成，管束一端与管板连接，另一端可自由移动，不存在温差热应力问题。但U形管结构式使管板的有效利用率降低；同时U形管管束的中心部分空间对热交换器的工作有不利影响。浮头式热交换器一端为固定连接，另一端为滑动连接，不存在温差热应力问题。但浮头盖与管板法兰连接有相当大的面积，使外壳直径增加，在管束与壳体之间形成了阻力较小的环形通道，从而形成流体短路；同时它的结构复杂，金属耗量多。填料涵式热交换器一端管板固定而另一端管板可在填料涵中滑动，不存在温差热应力问题。但由于填料密封处容易泄漏，故不适用于易发挥、易燃、易爆、有毒和高压流体的热交换，而且结构复杂，安装不便。以上热交换器结构形式各一，但有一共同特点，管束端部与管板连接，管束均采用直管结构，这一结构形式有很多优点，但同时又从在许多不足之处。异型结构传热面热交换器主要类型有螺旋板以及蛇形管热交换器等。螺旋板热交换器结构紧凑，换热系数高，不易阻塞，缺点在于承压能力不高，容量受限，检修困难。蛇形管热交换器结构简单，造价低，操作管理方便，可承受高压，缺点在于蛇形管外侧介质流速很低，换热系数小，蛇形管外侧介质温度场均匀，换热效果差。
技术实现思路
开发本技术的目的在于提供一种换热管束密集，单位空间换热面利用率高涡旋管热交换器。这种涡旋管热交换器，圆筒形外壳体的两端设有封头，一端封头与壳程流体的进口连接，另一端封头与壳程流体的出口连接，其特征在于在圆筒形外壳体内部设有与其轴线相垂直的涡旋管，涡旋管的两端分别与管程流体的进出口管连接。涡旋管可以为单层涡旋管、双层涡旋管、多层涡旋管，管程流体的进出口管与圆筒形外壳体之间为焊接连接或填料函连接。本技术技术特性①完全逆向换热。②换热面充分利用，不存在死区。③壳程流体流动方向完全垂直管束，流体流动状态有利于提高换热系数，单位空间有效换热面增加。④取消管板，改变了管端连接形式和管束结构，消除了温差应力。⑤涡旋管结构可有效避免管束共振，消除共振作用产生的管束切向力。⑥涡旋管管束的平面扩张收缩运动可有效减缓管壁结垢。⑦流体换热交叉区无焊接点，可避免换热流体之间腐蚀互漏，安全可靠，使用寿命长。⑧整个设备结构简单，安装简便，使用和维修方便，使用寿命高于同材质普通换热器。附图说明图1为涡旋管换热装置结构示意图具体实施方式利用附图中所示的例子对本技术作进一步说明。图1涡旋管换热装置主要构件有壳程流体进口1 封头2、管程出口连管3、涡旋管4圆筒形外壳体5、管程进口连管6、封头7以及壳程流体出口8。其中涡旋管4可分为单层涡旋管、双层涡旋管以及多层涡旋管，不同层涡旋管都由单根管子涡旋而成，中间无连接焊口。壳程流体进口1、封头2、圆筒形外壳体5、封头7以及壳程流体出口8之间可采取焊接连接和法兰连接等方式。涡旋管4进出口管段与圆筒形外壳体5之间可采取焊接连接和填料涵连接等方式。涡旋管4进出口管端与管程出口连管3以及管程进口连管6之间可采取焊接连接和法兰连接等方式。权利要求1一种涡旋管热交换器，圆筒形外壳体的两端设有封头，一端封头与壳程流体的进口连接，另一端封头与壳程流体的出口连接，其特征在于在圆筒形外壳体内部设有与其轴线相垂直的涡旋管，涡旋管的两端分别与管程流体的进出口管连接。2根据权利要求1所述的涡旋管热交换器，其特征在于涡旋管可为单层涡旋管、双层涡旋管和多层涡旋管结构。3根据权利要求1所述的涡旋管热交换器，其特征在于管程流体的进出口管与圆筒形外壳体之间为焊接连接或填料函连接。专利摘要一种涡旋管热交换器，圆筒形外壳体的两端设有封头，一端封头与壳程流体的进口连接，另一端封头与壳程流体的出口连接，其特征在于在圆筒形外壳体内部设有与其轴线相垂直的涡旋管，涡旋管的两端分别与管程流体的进出口管连接。涡旋管可以为单层涡旋管、双层涡旋管、多层涡旋管，管程流体的进出口管与圆筒形外壳体之间为焊接连接或填料函连接。它的优点是换热管束密集，单位空间换热面利用率高；管程、壳程流速适中，综合换热系数大；取消管板，消除了温差应力；流体换热交叉区无焊接点，避免换热流体之间腐蚀互漏，安全性能高；不易结垢；承压能力高；结构紧凑；安装使用方便。文档编号F28D7/10GK2690836SQ20042003074公开日2005年4月6日 申请日期2004年3月8日 优先权日2004年3月8日专利技术者曹淑华, 邓克天, 王先中 申请人:曹淑华本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡旋管热交换器，圆筒形外壳体的两端设有封头，一端封头与壳程流体的进口连接，另一端封头与壳程流体的出口连接，其特征在于：在圆筒形外壳体内部设有与其轴线相垂直的涡旋管，涡旋管的两端分别与管程流体的进出口管连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹淑华，邓克天，王先中，
申请(专利权)人：曹淑华，
类型：实用新型
国别省市：91[中国|大连]