一种强化换热和减少结垢的溶出套管式换热器制造技术

一种强化换热和减少结垢的溶出套管式换热器，包括套管及内管；套管水平分布，在套管中部水平设有蒸汽进口，在套管底部竖直设置有凝结水出口；内管从套管内部穿行安装，内管一端为矿浆进口，内管另一端为矿浆出口，在内管外表面固定设置有螺旋翅片，在内管内表面固定设置有螺旋扰流肋。本发明专利技术的内管摒弃了光滑表面设计，在内管外表面增加了螺旋翅片，换热器整体体积不变情况下，可将内管换热面积提高1倍左右，同时在内管的内表面增加了螺旋扰流肋，在矿浆流经内管时，通过螺旋扰流肋可使矿浆处于强湍流状态，不但可以增加传热效果，还可以借助矿浆的强湍流对内管内表面的沉积物进行冲刷，从而减缓结疤结垢产生，进而有效降低结疤结垢的清理周期。疤结垢的清理周期。疤结垢的清理周期。

【技术实现步骤摘要】
一种强化换热和减少结垢的溶出套管式换热器


[0001]本专利技术属于氧化铝工业
，特别是涉及一种强化换热和减少结垢的溶出套管式换热器。

技术介绍

[0002]随着氧化铝工业的快速发展，有效促进了生产技术和装备水平的不断提高、工厂规模不断扩大、生产工艺不断改进，进而使生产设备日益大型化和高效化。溶出工序作为氧化铝生产工艺的核心之一，其设备经历了从压煮器到套管式换热器的技术装备升级。
[0003]目前，传统的套管式换热器通采用一根外部套管与三根内管的结构形式，内管的内外表面均为光滑表面，矿浆流经内管，蒸汽流经外部套管，蒸汽直接与内管的管壁接触，进而间接与内管内部的矿浆进行热交换，矿浆实现加热，蒸汽实现冷却。
[0004]然而，随着氧化铝工厂产能的不断提高，为了使溶出工序跟上产能的提升，通常会采用加长溶出套管换热器长度的方式来增加换热面积，但上述方式也会造成溶出工序设备存在占地大、热耗高、投资高、运行成本高的缺点。
[0005]此外，矿浆流经内管时，在矿浆被预热和溶出的过程中，一些矿物与循环母液发生化学反应，会生成溶解度很小的化合物，并从液相中结晶析出，最终会沉积在内管的内表面，从而会在内管内表面形成结疤结垢，进而影响到传热效果，因此需要定期对内管内表面的结疤结垢进行物理化学清理，这会导致套管式换热器的使用效率降低。
[0006]公告号为CN202770267U的中国专利申请，公开了一种溶出套管式换热器，其为了换热器的换热面积，采用增加内管的数量实现目的。但是，这种依靠增加内管数量的方式依然属于变相的增加内管的总长度，所以溶出工序设备存在占地大、热耗高、投资高、运行成本高的缺点仍然存在，并且对内管内表面的结疤结垢问题没有得到解决。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种强化换热和减少结垢的溶出套管式换热器，内管摒弃了光滑表面的传统设计，在内管的外表面增加了螺旋翅片，在换热器整体体积不变的情况下，可将内管的换热面积提高1倍左右，同时在内管的内表面增加了螺旋扰流肋，在矿浆流经内管时，通过螺旋扰流肋可使矿浆处于强湍流状态，不但可以增加传热效果，还可以借助矿浆的强湍流对内管内表面的沉积物进行冲刷，从而减缓结疤结垢产生，进而有效降低结疤结垢的清理周期。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种强化换热和减少结垢的溶出套管式换热器，包括套管及内管；所述套管水平分布，在套管中部水平设有蒸汽进口，在套管底部竖直设置有凝结水出口；所述内管从套管内部穿行安装，内管一端为矿浆进口，内管另一端为矿浆出口，在内管外表面固定设置有螺旋翅片，在内管内表面固定设置有螺旋扰流肋。
[0009]所述套管采用同轴式变径管结构，套管的两端为大径段，套管的中间为小径段。
[0010]所述内管数量为三根，三根内管采用等腰三角形分布，等腰三角形的中心与套管的中心重合。
[0011]所述凝结水出口数量为两个，两个凝结水出口分布在套管两端的大径段处。
[0012]所述凝结水出口的直径为套管1直径的1/2～2/3，凝结水出口的长度为凝结水出口直径的1.5～2倍。
[0013]所述螺旋翅片的高度为12～15mm，螺旋翅片的厚度为1.5～2mm，螺旋翅片的螺距为10～15mm。
[0014]所述螺旋扰流肋的高度为1～2mm，螺旋扰流肋的厚度为1～2mm，螺旋扰流肋的螺距为200～250mm。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016]本专利技术的强化换热和减少结垢的溶出套管式换热器，内管摒弃了光滑表面的传统设计，在内管的外表面增加了螺旋翅片，在换热器整体体积不变的情况下，可将内管的换热面积提高1倍左右，同时在内管的内表面增加了螺旋扰流肋，在矿浆流经内管时，通过螺旋扰流肋可使矿浆处于强湍流状态，不但可以增加传热效果，还可以借助矿浆的强湍流对内管内表面的沉积物进行冲刷，从而减缓结疤结垢产生，进而有效降低结疤结垢的清理周期。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的一种强化换热和减少结垢的溶出套管式换热器的结构示意图；
[0018]图2为图1中A
‑
A剖视图；
[0019]图中，1—套管，2—内管，3—蒸汽进口，4—凝结水出口，5—矿浆进口，6—矿浆出口，7—螺旋翅片，8—螺旋扰流肋。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。
[0021]如图1、2所示，一种强化换热和减少结垢的溶出套管式换热器，包括套管1及内管2；所述套管1水平分布，在套管1中部水平设有蒸汽进口3，在套管1底部竖直设置有凝结水出口4；所述内管2从套管1内部穿行安装，内管2一端为矿浆进口5，内管2另一端为矿浆出口6，在内管2外表面固定设置有螺旋翅片7，在内管2内表面固定设置有螺旋扰流肋8。
[0022]所述套管1采用同轴式变径管结构，套管1的两端为大径段，套管1的中间为小径段。
[0023]所述内管2数量为三根，三根内管2采用等腰三角形分布，等腰三角形的中心与套管1的中心重合。
[0024]所述凝结水出口4数量为两个，两个凝结水出口4分布在套管1两端的大径段处。
[0025]所述凝结水出口4的直径为套管1直径的1/2～2/3，凝结水出口4的长度为凝结水出口4直径的1.5～2倍。
[0026]所述螺旋翅片7的高度为12～15mm，螺旋翅片7的厚度为1.5～2mm，螺旋翅片7的螺距为10～15mm。
[0027]所述螺旋扰流肋8的高度为1～2mm，螺旋扰流肋8的厚度为1～2mm，螺旋扰流肋8的螺距为200～250mm。
[0028]下面结合附图说明本专利技术的一次使用过程：
[0029]本实施例中，套管1的中间小径段尺寸规格为φ426mm
×
9mm(直径
×
壁厚)，套管1的两端大径段尺寸规格为φ530mm
×
9mm(直径
×
壁厚)，内管2的尺寸规格为φ133mm
×
10mm(直径
×
壁厚)，蒸汽进口3的尺寸规格为φ168mm
×
6mm(直径
×
壁厚)或者φ219mm
×
6mm(直径
×
壁厚)，矿浆进口5和矿浆出口6的尺寸规格与内管2一致，均为φ133mm
×
10mm(直径
×
壁厚)。
[0030]在实际生产中，矿浆从矿浆进口5进入内管2中，在矿浆流经内管2时，在内管2内表面的螺旋扰流肋8作用下，会使流动的矿浆形成强湍流状态，湍流状态下的矿浆不仅会对传热起到增强作用，而且加强了对内管2内表面的沉积物冲刷效果，可使沉积物随矿浆排出，减缓结疤结垢产生，降低结疤结垢的清理周期。同时，蒸汽从蒸汽进口3进入套管1中，在蒸汽进入套管1后，会与螺旋翅片7和内管2裸露外表面直接接触，并进行热交换，从而实现对内管2内部矿浆的间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强化换热和减少结垢的溶出套管式换热器，其特征在于：包括套管及内管；所述套管水平分布，在套管中部水平设有蒸汽进口，在套管底部竖直设置有凝结水出口；所述内管从套管内部穿行安装，内管一端为矿浆进口，内管另一端为矿浆出口，在内管外表面固定设置有螺旋翅片，在内管内表面固定设置有螺旋扰流肋。2.根据权利要求1所述的一种强化换热和减少结垢的溶出套管式换热器，其特征在于：所述套管采用同轴式变径管结构，套管的两端为大径段，套管的中间为小径段。3.根据权利要求1所述的一种强化换热和减少结垢的溶出套管式换热器，其特征在于：所述内管数量为三根，三根内管采用等腰三角形分布，等腰三角形的中心与套管的中心重合。4.根据权利要求2所述的一种强化换热和减少结垢的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩宾，石建军，赖佳兴，
申请(专利权)人：上海逢石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：