应用椭圆形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椭圆形换热管的热交换设备，至少包括管束体，管束体上设置有管板，管板中穿设有多根椭圆形换热管；椭圆形换热管至少包括管体，管体合围形成一介质通道；管体具有椭圆形横截面，所述椭圆形横截面将介质通道划分为两个侧边换热区及一中间换热区；两个所述侧边换热区的横截面积分别与所述中间换热区的横截面积大致相同。本发明专利技术的应用椭圆形换热管的热交换设备由于采用了椭圆形换热管，大大提高了中间换热区的换热效率，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/TM590-2009《高效换热器用热交换设备》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；32、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椭圆形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椭圆形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椭圆形换热管；所述椭圆形换热管至少包括管体，所述管体合围形成一介质通道；所述管体具有椭圆形横截面，所述椭圆形横截面将所述介质通道划分为两个侧边换热区及一中间换热区；两个所述侧边换热区的横截面积分别与所述中间换热区的横截面积大致相同。较佳地，所述椭圆形横截面的内表面由椭圆面形成。较佳地，所述椭圆形横截面为所述管体经过压制加工获得的连续的冷轧加工面。较佳地，所述椭圆形换热管的两端为直管段。较佳地，所述应用椭圆形换热管的热交换设备为浮头式换热器。较佳地，所述应用椭圆形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，所述应用椭圆形换热管的热交换设备为U型管式换热器。较佳地，所述应用椭圆形换热管的热交换设备为填料函双壳程换热器。较佳地，所述应用椭圆形换热管的热交换设备为釜式重沸器。较佳地，所述应用椭圆形换热管的热交换设备为填料函分流式换热器。本专利技术的应用椭圆形换热管的热交换设备由于采用了椭圆形换热管，大大提高了中间换热区的换热效率，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，本专利技术的应用椭圆形换热管的热交换设备由于换热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。本专利技术使用的椭圆形换热管，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。本专利技术的应用椭圆形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所示实施例中一种椭圆形换热管的横截面结构示意图；图7是图5所示实施例的外观结构示意图；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，本实施例的应用椭圆形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中穿设有多根椭圆形换热管1。如图6、图7所示，本专利技术的椭圆形换热管1为一具有一定长度的金属焊管，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。管体2的内、外表面均为椭圆形光滑表面。管体2的内部形成换热介质流通的介质通道。管体2具有椭圆形横截面，将介质通道划分为两个侧边换热区31及一中间换热区 32。两个侧边换热区31的横截面积分别与中间换热区32的横截面积大致相同。本文中，所述的“大致相同”并不要求严格的相同。只要使中间换热区32的横截面积不大于侧边换热区31的横截面积的3倍，或不小于侧边换热区31的横截面积的1/3 即可。具体地，本实施例中的管体2是由一圆形的金属焊管采用压制加工工艺形成的连续的冷轧加工面。圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种应用椭圆形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椭圆形换热管；所述椭圆形换热管至少包括管体，所述管体合围形成一介质通道；所述管体具有椭圆形横截面，所述椭圆形横截面将所述介质通道划分为两个侧边换热区及一中间换热区；两个所述侧边换热区的横截面积分别与所述中间换热区的横截面积大致相同。

【技术特征摘要】

【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