一种高效紧凑深冷换热器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高效紧凑深冷换热器，属于换热器，其结构包括壳体及设置在壳体内的换热管束，壳体的两端分别设置有上封头和下封头，上封头上设置有热媒进口和冷媒出口，下封头上设置有热媒出口和冷媒进口，换热管束的两端部分别与设置在热媒进口和热媒出口处的管板相连通，管板与壳体相固定，壳体内部的中心处设置有固定管，换热管束以固定管为中心多层交叉螺旋缠绕。本实用新型专利技术的一种高效紧凑深冷换热器具有结构紧凑，最大限度地提高了换热面积，增强壳体流体湍流效果，提高传热效率，节省了液氮用量，降低液氮挥发量，提高能源利用率，体积减小，节省了空间，能够提高换热器的低温冲击韧性，降低脆化转变温度，提高设备的安全性等特点。（*该技术在2020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，尤其是一种高效紧凑深冷换热器。
技术介绍
现有的深冷反应冷媒的冷却主要采用的是传统管壳式换热器，换热器体积庞大， 完成深冷反应冷媒的循环利用需要的液氮量是实际液氮利用量的3 5倍，加上液氮 ("196°C )与外界(20°C )存在巨大的温差，造成液氮的挥发浪费严重。另外，换热管为直 管，韧性较差，容易发生低温脆化造成断管。因其换热效率低，造成能源的巨大浪费，并且存 在一定的安全隐患。为了提高换热器的换热效率和安全性能，业内人士进行了深入研究，虽 然换热器的结构在安全方面得到了一定提高，但是由于这些换热器的换热管依然采用传统 排列方式，换热效率提高不大。目前，还未有好的解决方案。
技术实现思路
本技术的技术任务是针对上述现有技术中的不足提供一种高效紧凑深冷换 热器，该一种高效紧凑深冷换热器具有结构紧凑，最大限度地提高了换热器单位体积内的 换热面积，增强壳体流体湍流效果，提高传热效率，节省了液氮用量，降低液氮挥发量，提高 能源利用率，体积减小，减少了占地面积，节省了空间，能够实现应力自消除，能够提高换热 器的低温冲击韧性，降低脆化转变温度，提高设备的安全性的特点。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是它包括壳体及设置在壳体内的 换热管束，所述的壳体的两端分别设置有上封头和下封头，所述的上封头上设置有热媒进 口和冷媒出口，所述的下封头上设置有热媒出口和冷媒进口，所述的换热管束的两端部分 别与设置在热媒进口和热媒出口处的管板相连通，所述的管板与壳体相固定，所述的壳体 内部的中心处设置有固定管，所述的换热管束以固定管为中心多层交叉螺旋缠绕。所述的换热管束为弹性螺纹管。所述的换热管束拉伸后长度为壳体长度的4-6倍。所述的壳体采用316不锈钢材质制做，换热管束采用316L不锈钢材质制做。本技术的一种高效紧凑深冷换热器和现有技术相比，具有以下突出的有益效 果换热管束采用弹性螺旋缠绕设计，结构紧凑，最大限度地提高了换热器单位体积内的换 热面积，增强壳体流体湍流效果，提高传热效率，节省了液氮用量，降低液氮挥发量，提高能 源利用率，满足相同热负荷的工况时，其体积只有传统容积式换热器体积的1/10左右，相 对于传统换热器体积庞大，笨重，需要大型吊装而言，该换热器减少了占地面积，节省了空 间，采用弹性管束设计，能够有效消除管道抖振、热应力等各种应力，实现应力自消除，能够 提高换热器的低温冲击韧性，降低脆化转变温度，提高设备的安全性，壳体和换热管束均采 用316L不锈钢材质制做，适用于超低温工况，使用方便等特点。附图说明附图1是一种高效紧凑深冷换热器的结构示意图；附图标记说明1、热媒进口，2、冷媒出口，3、上封头，4、换热管束，5、壳体，6、下封 头，7、冷媒进口，8、热媒出口，9、管板，10、固定管。具体实施方式参照说明书附图1对本技术的一种高效紧凑深冷换热器作以下详细地说明。本技术的一种高效紧凑深冷换热器，其结构包括壳体5及设置在壳体5内的 换热管束4，所述的壳体5的两端分别设置有上封头3和下封头6，所述的上封头3上设置 有热媒进口 1和冷媒出口 2，所述的下封头6上设置有热媒出口 8和冷媒进口 7，所述的换 热管束4的两端部分别与设置在热媒进口 1和热媒出口 8处的管板9相连通，所述的管板 9与壳体5相固定，所述的壳体5内部的中心处设置有固定管10，所述的换热管束4以固定 管10为中心多层交叉螺旋缠绕。所述的换热管束4为弹性螺纹管。所述的换热管束4拉伸后长度为壳体长度的4-6倍。使冷媒在换热管内停留时间 长，换热更充分。所述的壳体5采用316不锈钢材质制做，换热管束4采用316L不锈钢材质制做。 适用于-196 °C的超低温况。使用时，需要冷却的物料由热媒进口 1进入换热器壳体5内的换热管束4内，冷却 后由热媒出口 8排出，冷媒由冷媒进口 7进入换热器的壳体5内，与换热管束4的物料换热 后由冷媒出口 2排出。该换热器采用螺旋缠绕弹性管束设计，这种结构最大限度地减小了 换热器的体积，结构紧凑，最大限度地提高了换热器单位体积内的换热面积，增强壳体流体 湍流效果，提高传热效率，节省了液氮用量，降低液氮挥发量，提高能源利用率，安全高效。除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。权利要求一种高效紧凑深冷换热器，包括壳体及设置在壳体内的换热管束，其特征是所述的壳体的两端分别设置有上封头和下封头，所述的上封头上设置有热媒进口和冷媒出口，所述的下封头上设置有热媒出口和冷媒进口，所述的换热管束的两端部分别与设置在热媒进口和热媒出口处的管板相连通，所述的管板与壳体相固定，所述的壳体内部的中心处设置有固定管，所述的换热管束以固定管为中心多层交叉螺旋缠绕。2.根据权利要求1所述的一种高效紧凑深冷换热器，其特征是所述的换热管束为弹 性螺纹管。3.根据权利要求2所述的一种高效紧凑深冷换热器，其特征是所述的换热管束拉伸 后长度为壳体长度的4-6倍。4.根据权利要求1所述的一种高效紧凑深冷换热器，其特征是所述的壳体采用316 不锈钢材质制做，换热管束采用316L不锈钢材质制做。专利摘要本技术公开了一种高效紧凑深冷换热器，属于换热器，其结构包括壳体及设置在壳体内的换热管束，壳体的两端分别设置有上封头和下封头，上封头上设置有热媒进口和冷媒出口，下封头上设置有热媒出口和冷媒进口，换热管束的两端部分别与设置在热媒进口和热媒出口处的管板相连通，管板与壳体相固定，壳体内部的中心处设置有固定管，换热管束以固定管为中心多层交叉螺旋缠绕。本技术的一种高效紧凑深冷换热器具有结构紧凑，最大限度地提高了换热面积，增强壳体流体湍流效果，提高传热效率，节省了液氮用量，降低液氮挥发量，提高能源利用率，体积减小，节省了空间，能够提高换热器的低温冲击韧性，降低脆化转变温度，提高设备的安全性等特点。文档编号F28D7/00GK201772779SQ20102027066公开日2011年3月23日 申请日期2010年7月26日 优先权日2010年7月26日专利技术者王守业, 王梅华 申请人:济南西斯普换热系统有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效紧凑深冷换热器，包括壳体及设置在壳体内的换热管束，其特征是：所述的壳体的两端分别设置有上封头和下封头，所述的上封头上设置有热媒进口和冷媒出口，所述的下封头上设置有热媒出口和冷媒进口，所述的换热管束的两端部分别与设置在热媒进口和热媒出口处的管板相连通，所述的管板与壳体相固定，所述的壳体内部的中心处设置有固定管，所述的换热管束以固定管为中心多层交叉螺旋缠绕。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王守业，王梅华，
申请(专利权)人：济南西斯普换热系统有限公司，
类型：实用新型
国别省市：88[中国|济南]