应用多层换热管的热交换设备制造技术

本发明专利技术公开了一种应用多层换热管的热交换设备，至少包括管束体，所述管束体上设置有管板，所述管板中穿设有多根多层换热管；所述多层换热管至少包括外管，所述外管的内部为介质通道；所述介质通道内设置有换热部件，所述换热部件将所述介质通道划分为与所述外管换热的直接换热区及与所述换热部件换热的间接换热区；位于所述间接换热区内的换热介质通过所述换热部件与所述直接换热区的换热介质交换热能。本发明专利技术的热交换设备由于采用了多层换热管，大大提高了间接换热区的换热效率。本发明专利技术还具有成本低，制造便利等有益效果，适用于石油、化工、化肥、锅炉、制药、食品、电力、核能、环保、供热等多种行业。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械设备
，尤其涉及一种用于换热的热交换设备。
技术介绍
热交换设备是众多行业广泛使用的一种重要设备，也是节能降耗的关键设备之 一。众所周知，热交换设备的效率和节能的核心在于换热管。目前，世界上使用量最多的是各种不同材料的无缝管，但是，它的效能已经发挥到 极致，于是有了高效换热器用异型管的出现，大大提高了各类换热设备的效率，它的主要特 点如下按GB/T24590-2009《高效换热器用特型管》标准，我国现行的换热器用高效换热 管共分为四大类型，分别为T型槽管、波纹管、内波外螺纹管、内槽管。它们最大的共同点在 于都是通过冷加工工艺在金属基管(直光管)上制造加工出来的换热管。如图1所示，现有技术中的T型槽管，在金属基管1的外壁上通过冷加工形成密集 的螺旋状T型凹槽11。T型槽管按结构形式可分为1型，管外壁呈T型槽道，管内壁表面 光滑；II型，管外壁呈T型槽道，管内壁表面呈波纹状。如图2所示，现有技术中的波纹管，在金属基管1上通过冷加工形成管内、外表面 均呈波纹状11的换热管。如图3所示，现有技术中的内波外螺纹管，在金属基管1上通过冷加工形成管外壁 呈螺纹11、管内壁呈波纹状12的换热管。如图4所示，现有技术中的内槽管，在金属基管1的内壁通过冷加工形成凹槽11 的换热管。内槽管按结构形式可分为1型，轴向凹槽；II型，螺旋状凹槽。上述四大类换热管与未经冷加工直接用作换热管的金属直光管相比，因为在金属 基管上具有冷加工所形成的槽形、波形等，强化了传热效果，因此有效地提高了换热管的换 热面积和换热效率，故被称为换热器用“高效”换热管。上述这四大类换热管都是以无缝金属直光管作为基管通过冷加工成型的，其冷加 工工艺主要是对无缝金属直光管做形状的变化。进一步地，这四大类换热管都是在无缝金 属直光管的内、外壁上进行冷加工，加工幅度受管壁厚度所限，因此难以再大幅度地提高换 热面积。现有技术中的换热管在做热交换时，水、油、气等换热介质在换热管内流通，借助 于换热管壁实现与换热管外的其他介质之间交换热量的技术目的。在热交换过程中，靠近 换热管管壁区域的换热介质所进行的热交换比较充分，换热效率较高；而远离换热管管壁、 位于换热管中心区域的换热介质的热交换并不充分，因此现有技术中的上述换热管虽经过 一定改进，但整体换热效率仍较低。并且，现有技术中的换热管在生产、使用过程中还存在以下几点明显的不足1、受制于冷加工设备的规格限制，换热管成品在规格、长度等方面均受到很大的 局限；2、由于有冷加工步骤，原材料的损耗较大；3、由于冷加工过程复杂，导致产品的加工精度参差不齐；4、冷加工工艺的检验方法和检验手段难以保证成品质量；5、受加工工艺限制，制管效率不高；6、这四大类换热管大多具有特殊的外型，给换热器设备的制作诸如对波纹管、外 槽管的折流板的处置带来许多不便；7、这四大类换热管都经过冷加工，管体上存有残余应力，在介质通过时会形成湍 流，强化了换热管的局部腐蚀，因此对换热器设备的使用寿命造成了一定的负面影响。现有技术中的热交换设备由于上述原因，进入了一个技术瓶颈，换热面积、换热效 率难以再大幅度提高，制约了热交换设备的发展，难以满足市场的需求。因此，本领域的技术人员一直致力于开发一种换热效率高的热交换设备。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种换热效率高 的应用多层换热管的热交换设备。为实现上述目的，本专利技术提供了一种应用多层换热管的热交换设备，至少包括管 束体，所述管束体上设置有管板，所述管板中穿设有多根多层换热管；所述多层换热管至少 包括外管，所述外管的内部为介质通道；所述介质通道内设置有换热部件，所述换热部件将 所述介质通道划分为与所述外管换热的直接换热区及与所述换热部件换热的间接换热区； 位于所述间接换热区内的换热介质通过所述换热部件与所述直接换热区的换热介质交换 热能。较佳地，所述换热部件为一内管，所述内管固定设置在所述外管中。较佳地，所述内管由多个弧形表面连接形成，所述多个弧形表面为所述内管经过 压制加工获得的连续的冷轧加工面。较佳地，所述外管和/或所述换热部件为金属焊管。较佳地，所述应用多层换热管的热交换设备为浮头式换热器。较佳地，所述应用多层换热管的热交换设备为立式管板式换热器或卧式管板式换 热器。较佳地，所述应用多层换热管的热交换设备为U型管式换热器。较佳地，所述应用多层换热管的热交换设备为填料函双壳程换热器。较佳地，所述应用多层换热管的热交换设备为釜式重沸器。较佳地，所述应用多层换热管的热交换设备为填料函分流式换热器。本专利技术的应用多层换热管的热交换设备由于采用了多层换热管，大大提高了间接 换热区的换热效率，在热交换设备的整体换热效率上要大大高于现有的热交换设备。本专利技术还首次采用焊管做为核心部件一-换热管的原材料，而焊管的成本比现有 技术中用作换热管原材料的无缝管的成本至少低20%左右，因而本专利技术大幅度地降低了热 交换设备的制造成本。并且，本专利技术的应用多层换热管的热交换设备由于换热管的外管具有光滑的外表 面，在制造热交换设备时，换热管与管板的密封效果好，更适于现有热交换设备的制作技术，其设计寿命和使用寿命大大高于现有的热交换设备。本专利技术使用的多层换热管，更适合传统热交换设备制造工艺，其与管板的连接既 可胀贴，也可焊接，同时也可胀焊结合使用。本专利技术的应用多层换热管的热交换设备，具有结构简单，成本低，制造便利等有益 效果，适用于石油、化工、化肥、锅炉、制药、食品、电力、核能、环保、供热等多种行业中。附图说明图1是现有技术中一种T型槽管的结构示意图；图2是现有技术中一种波纹管的结构示意图；图3是现有技术中一种内波外螺纹管的结构示意图；图4是现有技术中一种内槽管的结构示意图；图5是本专利技术的热交换设备的实施例1的局部剖视结构示意图；图6是图5所示实施例中换热管的横截面结构示意图；图7是图5所示实施例中管板与换热管的位置关系结构示意图；图8是本专利技术的热交换设备的实施例2的局部剖视结构示意图；图9是本专利技术的热交换设备的实施例3的局部剖视结构示意图；图10是本专利技术的热交换设备的实施例4的局部剖视结构示意图；图11是本专利技术的热交换设备的实施例5的局部剖视结构示意图；图12是本专利技术的热交换设备的实施例6的局部剖视结构示意图。具体实施例方式以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以 充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。实施例1 如图5所示，本实施例的应用多层换热管的热交换设备为浮头式换热器，主要包 括管束体3，管束体3上设置有管板2，管板2中穿设有多根多层换热管，本实施例中具体为 双层换热管。本专利技术的应用多层换热管的热交换设备的特殊之处在于，多层换热管为全新结 构，具体为一具有一定长度的金属管，主要包括金属的外管1及设置在外管1内部的内管2， 两者紧密配合，固定设置在一起。如图6所示，本实施例中，多层换热管的外管1为一金属焊管，如奥氏体不锈钢焊 管、碳素钢焊管、钛及钛合金焊管、镍及镍合金焊管，或奥氏体-铁素体双相钢焊管等。外管 1的内、外表面均为光滑表面。外管1的内部形成换热介质流通的介质通道，还设置有内管2。内管2用作外管1 内的换热部件，与外管1共本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用多层换热管的热交换设备，至少包括管束体，所述管束体上设置有管板，其特征在于：所述管板中穿设有多根多层换热管；所述多层换热管至少包括外管，所述外管的内部为介质通道；所述介质通道内设置有换热部件，所述换热部件将所述介质通道划分为与所述外管换热的直接换热区及与所述换热部件换热的间接换热区；位于所述间接换热区内的换热介质通过所述换热部件与所述直接换热区的换热介质交换热能。

【技术特征摘要】
1.一种应用多层换热管的热交换设备，至少包括管束体，所述管束体上设置有管板，其 特征在于所述管板中穿设有多根多层换热管；所述多层换热管至少包括外管，所述外管 的内部为介质通道；所述介质通道内设置有换热部件，所述换热部件将所述介质通道划分 为与所述外管换热的直接换热区及与所述换热部件换热的间接换热区；位于所述间接换热 区内的换热介质通过所述换热部件与所述直接换热区的换热介质交换热能。2.如权利要求1所述的热交换设备，其特征在于所述换热部件为一内管，所述内管固 定设置在所述外管中。3.如权利要求2所述的热交换设备，其特征在于所述内管由多个弧形表面连接形成， 所述多个弧形表面为所述内管经过压制加工获...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥锋，
申请(专利权)人：上海科米钢管有限公司，
类型：发明
国别省市：31