一种可增强换热效率的换热器管束制造技术

本发明专利技术公开了一种可增强换热效率的换热器管束，包括管板

【技术实现步骤摘要】
一种可增强换热效率的换热器管束


[0001]本专利技术属于换热器零件
，涉及一种可增强换热效率的换热器管束
。

技术介绍

[0002]管壳式换热器是两种或两种以上的介质在不同的温度下，通过换热元件实现能量之间互相传递，以达到满足生产工艺要求的节能设备
。
是现阶段石油
、
化工等行业中应用最为普遍的热交换装置，其在设备投资方面甚至达到设备总投资的
30
％左右
。
为了全面落实国家提出的，关于加快建设资源节约型
、
环境友好型社会
、
促进产业结构优化升级
、
推广轻量化
、
节能减排的技术和工艺的战略目标，加强对管壳式换热器进行各种相关的强化传热研究是极其必要的
。
[0003]所谓强化传热就是力求在单位传热面积上，传递尽可能多的热量
。
其目的就是进一步提高设备的换热效率，减少热传递过程中能量损失；在满足工艺要求下，使设备紧凑化
、
高效化
、
以达到降低金属
、
减少焊接材料的消耗
、
提高资源利用率的目的
。
目前，管壳式换热器的强化主要集中在：管内强化和管外强化两个方面
。
本专利采用的强化技术属于管内强化技术范畴
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种可增强换热效率的换热器管束，旨在通过改变换热管内流体的流动状态以达到提高管程流体传热系数，增强换热效率的目的
。
[0005]本专利技术采用的技术方案为：该换热器管束包括管板
、
换热管
、
折流板
、
定距管及拉杆；多个换热管通过折流板上的换热管孔从多层折流板中穿过，两端固定在管板上；多层折流板被定距管按一定间距隔开，并通过拉杆固定，用以支撑换热管；其特点是：在换热管内壁上
、
沿轴向等距间隔的设有多段导流堰组；每个导流堰组包括六个向内伸出
、
相互之间成
60
°
夹角的导流堰，相邻的两个导流堰与换热管内壁之间形成扇形导流渠；导流堰组上的六个导流堰与相邻导流堰组上的六个相邻导流堰之间周向旋转
30
°
角交错布置
。
[0006]采用上述结构，使用时，本专利技术与壳体构成管壳式换热器
。
当管程流体在换热管内流经扇形导流渠时，导流堰的存在将流体截面分割成六部分等截面的分束扇形流体
。
分束流体流经导流渠后降速进入换热管的全截面段区域，之后流体整体旋转
30
°
进入相邻的下一段扇形导流渠后再提速通过
。
根据流体连续性方程可知：这种循环往复的变径及旋转流动状态，使通过每段扇形导流渠流体的流速得以在一定范围内周期转换，从而加强了流体的湍动程度
。
[0007]本专利技术具有如下优点：
[0008]1、
当管程流体流经被导流堰分割成的六个扇形导流渠时，流体的流通截面被强制减小，根据流体连续性可知，这将使该截面内流体的流速增加
、
流体湍流的程度加强：一方面，促进了紧贴管内壁的层流边界层流体的进一步流动，加强了边界层流体的扰动，使其厚度减薄，有利于能量传递；另一方面，流体的湍流状态也加强了各扇形导流渠内流体与靠近
换热管核心区域流体的混合扰动，加强了流体的轴向混合，强化了流体扰动效果
。
[0009]2、
在流体通过扇形导流渠进入管道的全截面段区域时，导流堰端部两侧会规律性地脱落出旋转方向相反
、
排列规则的双列线涡，经过非线性作用后，使流体质点运动轨迹变的相互交错；同时，流体在全截面段内流速的降低，会引起流体质点速度急剧变化，导致其产生强烈的旋涡；这些流体的运动方式，加强了管道内流体的扰动现象
。
另外，在流体进入下一段相邻扇形导流渠时，由于导流堰整体旋转的
30
°
布置，会迫使流体形成一定的旋流状态，引起流体边界层的旋离现象
。
[0010]综上所述，流体在上述循环往复的各种相互作用下，使流体的扰动状态得以持续，不断地冲刷流体的边界层，使其变薄，有利于热量的传递
。
因此，本换热器管束在使用上不但大幅强化了传热系数，提高了换热效果，同时还具有节省空间
、
占地面积小等特点，具有较高的使用价值，填补了此类管束的空白，值得广泛的推广应用
。
附图说明
[0011]图1为本专利技术的结构示意图；
[0012]图2为本专利技术换热管内导流堰组的径向结构示意图；
[0013]图3为本专利技术换热管内相邻导流堰组之间的径向位置示意图；
[0014]图4为图2的
I
区放大图；
[0015]图5为本专利技术换热管内导流堰组的轴向分布示意图
。
[0016]图中：1：管板；2：换热管；3：折流板；4：定距管；5：拉杆；2‑1横向阻流槽；2‑2导流堰；2‑3：扇形导流渠；2‑4：相邻导流堰
。
具体实施方式
[0017]如图
1、2、3、5
所示，本专利技术包括管板
1、
换热管
2、
折流板
3、
定距管4及拉杆
5。
多个换热管2通过折流板3上的换热管孔从多层折流板3中穿过，两端固定在管板1上
。
多层折流板3被定距管4按一定间距隔开，并通过拉杆5固定，用以支撑换热管
2。
在换热管2内壁上
、
沿轴向等距间隔的设有多段导流堰组
。
每个导流堰组包括六个向内伸出
、
相互之间成
60
°
夹角的导流堰2‑2，相邻的两个导流堰2‑2与换热管2内壁之间形成扇形导流渠2‑
3。
导流堰组上的六个导流堰2‑2与相邻导流堰组上的六个相邻导流堰2‑4之间周向旋转
30
°
角交错布置
。
[0018]所述折流板3采用弓形折流板，相邻弓形折流板之间交互错开布置，用以支撑整个换热管
2。
[0019]所述换热管2两端采用胀
‑
焊
‑
胀的连接形式与前
、
后两块管板1连成一体
。
[0020]如图4所示，在换热管2内壁及每个导流堰2‑2三个侧面上设有垂直于换热管2轴向的横向阻流槽2‑
1。
该横向阻流槽2‑1使每个扇形导流渠2‑3内及换热管2中心区域的流体紊流现象得以强化，从而加强了流体的整体紊流程度，提高了管程流体的传热系数，属于一种新型式的强化传热技术
。
同时，当流体流经管内横本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种可增强换热效率的换热器管束，包括管板
(1)、
换热管
(2)、
折流板
(3)、
定距管
(4)
及拉杆
(5)
；多个换热管
(2)
通过折流板
(3)
上的换热管孔从多层折流板
(3)
中穿过，两端固定在管板
(1)
上；多层折流板
(3)
被定距管
(4)
按一定间距隔开，并通过拉杆
(5)
固定，用以支撑换热管
(2)
；其特征是：在换热管
(2)
内壁上
、
沿轴向等距间隔的设有多段导流堰组；每个导流堰组包括六个向内伸出
、
相互之间成
60
°
夹角的导流堰
(2
‑
2)
，相邻的两个导流堰
(2
‑
2)
与换热管
(2)
内壁之间形成扇形导流渠
(2
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：林罡明，马强，王树乙，王秀芝，王宝龙，孟繁莹，王骁，刘美岑，
申请(专利权)人：抚顺石油机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：