一种具有较高换热效率的管壳式换热器制造技术

一种具有较高换热效率的管壳式换热器，属热交换技术领域，用于提高管壳式换热器的换热效率。构成中包括壳体和设置在壳体内的换热管，改进后，在换热管内沿其长度方向设有螺旋翅片，螺旋翅片外径与换热管管体内径尺寸匹配。本实用新型专利技术主要特点如下：１．流体在螺旋翅片的导流下产生旋转，使流体内部产生二次涡流，破坏边界层的平衡，从而提高流体的湍流强度，达到强化传热的目的；２．螺旋翅片可以方便地放入管中或取出，不易积垢，且结垢后容易清除；３．可制作成不同螺距、厚度的螺旋翅片和换热管，适用于不同介质，其适用压力温度范围广。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种换热器，特别是适用于气一气、气一液介质换热、具有较高换 热效率的高效换热器，属热交换

技术介绍
换热设备是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械及其它许多工业部 门广泛使用的一种设备。在化工企业中，换热设备的投资约占总投资的10% 20%;在炼油企业中，约占总投资的35% 40%。受世界性能源危机的影响，为了降低能耗，伴随着 工业生产中对换热器需求量的迅速增加，对换热器的性能要求也越来越高。近年来，尽管在某些领域应用了结构紧凑的高效换热设备，例如波纹板换热器、板翅式换热器、螺旋板换热器等，但在换热设备中，管壳式换热器仍占据着主导地位，它的 高度可靠性和广泛适应性，是其它高效换热器所不能替代的。许多工艺过程都具有高温、 高压、高真空、高腐蚀等特点，而管壳式换热器具有选材范围广、换热表面清洗方便、适 应性强、处理能力大、以及耐高温、耐高压等优点，所以管壳式换热器仍被广泛应用于化 工、炼油、石油化工、制药、核电以及其它许多工业中。为提高管壳式换热器的换热能力，目前常用的强化传热效率的方法是在管壁加工出波纹，但这种方法存有如下不足之处1. 波纹管波纹换热管采用不锈钢，因其形状所限，物料在卧式设备的波纹换热管内流动时， 易沉积在波纹底部，因此，波纹管换热器只能选用立式结构，卧式结构不宜采用；2.螺 纹管螺纹管管内物料扰动小，换热效率低，换热效果不理想。
技术实现思路
本技术用于克服上述已有技术之缺陷而提供一种结构简单、换热效果好、易清 洗除垢的强化传热的高效管壳式换热器。本技术所称问题是通过以下技术方案解决的一种具有较高换热效率的管壳式换热器，构成中包括壳体和设置在壳体内的换热管， 其特别之处是所述换热管内沿其长度方向设有螺旋翅片，螺旋翅片外径与换热管管体内3径尺寸匹配。上述具有较高换热效率的管壳式换热器，所述螺旋翅片中心设有中心轴，螺旋翅片 环绕固定在中心轴外周。上述具有较高换热效率的管壳式换热器，所述螺旋翅片为单线螺旋，螺旋翅片螺距 与换热管内径比为0.2 10，翅片厚度2mm 40mm，管体内径与螺旋翅片外径间的间隙为 1 10麗。上述具有较高换热效率的管壳式换热器，所述设置在壳体内的各换热管(2)间并联 或串联。本技术对换热器中的主要元件换热管结构进行了改进，在管体内增加螺旋翅片， 使管内介质沿螺旋线运动，从而增大了热交换设备的传热面积，增加了流体的湍流程度和流程，使传热过程得到强化。其主要特点如下1.流体在管内流动时在螺旋翅片的导流 下产生旋转，在旋转产生的离心力的作用下流体内部产生二次涡流，破坏边界层的平衡， 从而提高流体的湍流强度，进而达到强化传热的目的；2.螺旋翅片结构简单、实用，它 可以方便地放入管中或取出，而且可以预先加工好在对现有管壳式换热器改造及清除管 内污垢等方面有其独特的优势由于换热管管体内壁光滑，与波纹管和螺纹管相比不易结 垢，结始后将螺旋翅片和固定轴抽出即可方便的将壁垢除去；3.可制作成不同螺距、厚度的螺旋翅片和换热管，适用于不同介质，其适用压力温度范围广。附图说明图l是本技术结构示意图； 图2是图1A部局部放大视图； 图3是本技术另一实施例结构示意图。附图中标号表示如下l.壳体；2.换热管；2-l.管体；2-2.中心轴；2-3.螺旋翅片； 3.管板；4.折流挡板；5.汇流室。具体实施方式参看图l，本技术是一种管壳式换热器，其构成包括壳体l、换热管2、管板3 和折流挡板4，换热管在壳体内呈束平行排列，其两端固定在管板上，为提高管外流体的给热系数，壳体内安装折流挡板，以防止流体短路、增加流体速度，并迫使流体按照规定 的路径流动，提高热传递的效率。参看图2，本技术的主要特点是在换热管管体2-1内沿其长度方向设置了螺旋 翅片2-3，螺旋翅片外径与换热管内径尺寸匹配。螺旋翅片中心设有中心轴，螺旋翅片环 绕固定在中心轴2-2外周，两者连接为一体， 一同嵌装在换热管的管体中。该设计使流体 进入换热管后，将沿螺旋翅片构成的螺旋流道运行，由螺旋翅片构成的螺旋流道产生的离 心力对流体产生扰动，使得介质形成一个旋涡，从圆心到半径方向存在较大的速度梯度， 管子表面产生湍流，使边界层减薄，从而提高了传热系数，达到强化传热的目的。本实用 新型螺旋翅片与管体为分体装配结构，螺旋翅片预先加工好，可方便地压入(或予以固定) 管体中或从管体中取出，管体内壁为光滑面，不易结垢，结垢后将螺旋翅片抽出即可方便 快捷的将壁垢除去，与波纹换热管或和螺纹换热管相比，在清除管内污垢方面有具有独特 的优势。本技术所述的螺旋翅片为单线螺旋，通常换热管内径为20 1000咖，螺旋翅 片螺距与换热管内径比为0.2 10，翅片厚度2mm 40mm，管体内径与螺旋翅片外径间的 间隙为1 10ram。换热管在壳体内的设置方式，可如图l所示采用并联，或如图3所示采用串联。管外流体由壳体上部流入、下部流出，管内流体由壳体左端流入、右端流出，在流动过程中完成两种介质的热交换。以下给出一个具体的实施例结构如图l所示，其构成包括壳体l、换热管2、管板3和折流挡板4，汇流室5， 换热管在壳体内呈束平行排列，螺旋翅片为单线螺旋，换热管内径25mm，螺距与换热管 内径比为2，翅片厚度2.5腿，管体内径与螺旋翅片外径间的间隙为0.5mm。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有较高换热效率的管壳式换热器，构成中包括壳体（１）和设置在壳体内的换热管（２），其特征在于：所述换热管内沿其长度方向设有螺旋翅片（２－３），螺旋翅片外径与换热管管体（２－１）内径尺寸匹配。

【技术特征摘要】
1.一种具有较高换热效率的管壳式换热器，构成中包括壳体(1)和设置在壳体内的换热管(2)，其特征在于所述换热管内沿其长度方向设有螺旋翅片(2-3)，螺旋翅片外径与换热管管体(2-1)内径尺寸匹配。2. 根据权利要求1所述的具有较高换热效率的管壳式换热器，其特征在于所述螺旋翅片中心设有中心轴，螺旋翅片环绕固定在中心轴(2-2)外...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴海霞，王奎涛，张炳烛，杜兴敏，曹春锋，张伯楠，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]