列管式換熱器的換熱管及其列管式換熱器的製作方法

2023-09-22 09:51:40 2

專利名稱：列管式換熱器的換熱管及其列管式換熱器的製作方法
技術領域：
本發明涉及列管式熱交換專用設備的高效換熱節能設備技術，特別是涉及一種 列管式換熱器的換熱管及其列管式換熱器。
背景技術：
現有技術中，列管式換熱器又稱為管殼式換熱器或者列管式冷凝器，適用於化 工、石油、醫藥、食品、輕工、冶金、焦化等行業的「液——液」、「汽——汽」、「汽——液」熱交換的對流傳熱，以及蒸汽冷凝和液體蒸發傳熱等換熱冷凝流程。列管 式換熱器是加熱爐和空冷器中應用最為廣泛的熱交換器。
現有技術中通常的列管式換熱器一般由管束、殼體、管箱等主要構件構成，其 中，管束是列管式換熱器的核心，管束通常由換熱管、支持板(或折流板)和管板組 成，再與殼體、管箱組成完整的整體設備，換熱管作為導熱元件，與支持板(或折流 板)一起決定列管式換熱器的傳熱性能。管箱與殼體則決定列管式換熱器的承壓能力及 操作運行的安全可靠性。這種列管式換熱器的製造工藝成熟，安全性能高，是在換熱設 備中關鍵的能耗設備。
現有技術中的列管式換熱器的換熱管，大多數是以無縫直管作為基管進行加 工，一般是在其外表面加工花紋，以強化換熱管外表面與熱交換器殼程介質的換熱效 果，但無法強化管內表面與管程介質的換熱效果。這是因為任何一根內外表面光滑的鋼 管的外表面積都大於內表面積(lOOt/r) %,其中t和r分別是換熱管的壁厚和內孔半 徑，如廣泛使用的截面規格為Φ25Χ2.5的換熱管，外表面積就大於內表面積25 %。
由此可見，即便不對換熱管外表面進行換熱強化加工，換熱管外表面的換熱效 果也比換熱管內表面的換熱效果要好。因此，換熱管內表面換熱效果的提高已成為換熱 管外表面換熱效果能否起作用的前提之一，而換熱管內表面的換熱效果，已成為提高管 束換熱效率的瓶頸和制約因素。
因此，針對現有技術中的不足亟需提供一種換熱面積大、換熱效果好、換熱效率高的列管式換熱器的換熱管；以及 提供一種具有換熱面積大、換熱效果好、換熱效率高的列管式換熱器的換熱管的列 管式換熱器。發明內容
本發明的目的之一在於避免現有技術中的不足之處而提供一種換熱面積大、換 熱效果好、換熱效率高的列管式換熱器的換熱管。
本發明的目的之二在於避免現有技術中的不足之處而提供一種具有換熱面積 大、換熱效果好、換熱效率高的列管式換熱器的換熱管的列管式換熱器。
本發明的目的通過以下技術措施實現本發明提供了一種列管式換熱器的換熱管，包括有換熱管本體，其中，所述換熱管本體設置為橫截面尺寸變化的異徑換熱管本體，所述換熱管本體的橫截面設置為圓角矩 形、扁圓弧形、圓形或者六角形的橫截面。
其中，所述換熱管本體設置為橫截面尺寸由小到大漸變的異徑換熱管本體，或 者設置為橫截面尺寸由大到小漸變的異徑換熱管本體。
其中，所述換熱管本體一端的大口徑橫截面與所述換熱管本體另一端的小口徑 橫截面的面積比為3/2 9/4。
其中，所述換熱管本體一端的大口徑橫截面與所述換熱管本體另一端的小口徑 橫截面的面積比為9/4。
其中，所述換熱管本體為其內表面設置有花紋結構的換熱管本體。
其中，所述花紋結構為具有凸點、凹點、釘齒、針孔、波紋、橫紋、斜紋、直 紋或者稜形中的一種或者一種以上的花紋結構。
其中，所述換熱管本體為板材有縫焊接的換熱管本體，所述花紋結構與所述換 熱管本體的內表面一體成型。
其中，所述換熱管本體設置為螺旋盤管式的換熱管本體。
其中，所述換熱管本體設置為蛇形管式的換熱管本體。
本發明還提供了一種列管式換熱器，包括有管束、殼體和管箱，所述管束包括 有換熱管，其中，所述換熱管為以上任一項所述的列管式換熱器的換熱管。
本發明的有益效果本發明的列管式換熱器的換熱管，包括有換熱管本體，其 中，換熱管本體設置為橫截面尺寸變化的異徑換熱管本體，換熱管本體的橫截面設置為 圓角矩形、扁圓弧形、圓形或者六角形的橫截面。本發明的列管式換熱器，包括有管 束、殼體和管箱，管束包括有換熱管，其中，換熱管為上述的列管式換熱器的換熱管。 由於，列管式換熱器的換熱管採用橫截面形狀為圓形、扁圓形或者六角形的換熱管本 體，可以顯著增強換熱管腔內的流體與其內壁面的充分接觸，並且選擇橫截面尺寸變化 的異徑管代替現有技術的等徑管，可以使得換熱管腔內的流體的流速顯著增加，流體與 換熱管本體的內壁碰撞接觸機率顯著增加，碰撞的流體形成更多的局部小渦流，流體在 局部小渦流的幹擾作用下，不斷改變流動速度，形成紊流。在紊流的幹擾下可以使熱交 換加速，從而大大增強了列管式換熱器的換熱管的傳熱效果，提高換熱效率。而且， 對於「汽——液」對流傳熱，採用橫截面尺寸變化的異徑換熱管本體，可以合理利用「汽——液」轉換後管內體積變化，以節省成本，並且使得整個列管式換熱器的換熱管 的結構更緊湊，布局更合理。因此採用上述列管式換熱器的換熱管的列管式換熱器，具 有換熱面積大、換熱效果好、換熱效率高的特點。


利用附圖對本發明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發明的任何限 制，對於本領域的普通技術人員，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據以下附圖 獲得其它的附圖。
圖1是本發明的一種列管式換熱器的換熱管的結構示意圖。
圖2是圖1中的一種「A向」結構示意圖。
圖3是圖1中的另一種「A向」結構示意圖。
圖4是本發明的另一種列管式換熱器的換熱管的結構示意圖。
圖5是圖4中的「B向」結構示意圖。
圖6是本發明的另一種列管式換熱器的換熱管的結構示意圖。
圖7是本發明的一種列管式換熱器的結構示意圖。
在圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6中包括有 10——換熱管本體、11——大口徑、12——小口徑。
在圖7中包括有1——換熱管、2——管束、3——殼體、4——管箱。
具體實施方式
結合以下實施例對本發明作進一步描述。
實施例1本發明的一種列管式換熱器的換熱管的具體實施方式
之一，如圖1、圖2和圖3所 示，包括有換熱管本體10，其中，換熱管本體10的橫截面形狀設置為六角形的橫截面， 換熱管本體10設置為橫截面尺寸變化的異徑換熱管本體10。換熱管本體10的橫截面形 狀還可以是除六角形之外的圓角矩形、圓形或者扁圓弧形。
由此，可以顯著增大換熱管腔內的流體與其內壁面的充分接觸，並且選擇橫截 面尺寸變化的異徑管代替現有技術中的等徑管，可以使得換熱管腔內的流體的流速顯著 增加，流體與換熱管本體10的內壁碰撞接觸機率顯著增加，碰撞的流體形成更多的局部 小渦流，流體在局部小渦流的幹擾作用下，不斷改變流動速度，形成紊流。在紊流的幹 擾下可以使熱交換加速，從而大大增強了列管式換熱器的換熱管的傳熱效果，提高換熱 效率。而且，對於「汽一液」對流傳熱，採用橫截面尺寸變化的異徑換熱管本體10， 可以合理利用「汽一液」轉換後管內體積變化，以節省成本，並且使得整個列管式換 熱器的換熱管的結構更緊湊，布局更合理。
具體的，換熱管本體10設置為橫截面尺寸由小到大漸變的異徑換熱管本體10， 或者設置為橫截面尺寸由大到小漸變的異徑換熱管本體10。
具體的，換熱管本體10 —端的大口徑11的橫截面與換熱管本體10另一端的小 口徑12的橫截面的面積比為3/2 9/4。
具體的，換熱管本體10為其內表面設置有花紋結構的換熱管本體10。
換熱管本體10可以為板材有縫焊接成的換熱管本體10，有縫焊接的換熱管本體 10可以由鋼帶卷合成形並對其接縫焊接而成，以降低成本及利於各種橫截面形狀的換熱 管本體10的成形加工。由此區別於現有技術中的無縫鋼管。
具體的，花紋結構為具有凸點、凹點、釘齒、針孔、波紋、橫紋、斜紋、直紋 或者稜形中的一種或者一種以上的花紋結構。換熱管的內表面設置花紋結構，使其換熱 面積顯著增大，換熱管內的流體可以在花紋結構的幹擾下產生強烈的紊流，可以進一步 改善換熱管內表面的換熱效果，提高了列管式換熱器的換熱效率。
具體的，換熱管本體10採用板材有縫焊接成換熱管本體10時，可以將花紋結構 與換熱管本體10的內表面一體成型。該花紋結構是通過在板材上採用模壓、滾花等機加 工工藝一體成型，具有製作工藝簡單的特點。
具體的，如圖6所示，換熱管本體10設置為螺旋盤管式的換熱管本體10。還可 以設置為蛇形管式的換熱管本體10。以進一步提高紊流效果，提高換熱效率。
實施例2本發明的一種列管式換熱器的換熱管的具體實施方式
之二，如圖4和圖5所示，本實 施例的主要技術方案與實施例1相同，在本實施例中未解釋的特徵，採用實施例1中的解 釋，在此不再進行贅述，而且在圖4和圖5中與圖1、圖2、和圖3相同的部件採用相同 的標號。本實施例與實施例1的區別在於，換熱管本體10—端的大口徑11的橫截面與 換熱管本體10另一端的小口徑12的橫截面的面積比為9/4。其換熱管本體10的橫截面 形狀採用圓角矩形。傳熱效果最佳，而且也利於換熱管的布管。
實施例3本發明的一種列管式換熱器的換熱管的具體實施方式
之三，本實施例的主要技術方 案與實施例1相同，在本實施例中未解釋的特徵，採用實施例1中的解釋，在此不再進行 贅述。本實施例與實施例1的區別在於，換熱管本體10—端的大口徑11的橫截面與換 熱管本體10另一端的小口徑12的橫截面的面積比為3/2。
實施例4本發明的一種列管式換熱器的具體實施方式
之一，如圖7所示，包括有管束2、殼體 3和管箱4，管束2包括有換熱管1，其中，換熱管1為實施例1中所述的列管式換熱器的 換熱管。
實施例5本發明的一種列管式換熱器的具體實施方式
之二，如圖7所示，本實施例的主要技 術方案與實施例4相同，在本實施例中未解釋的特徵，採用實施例4中的解釋，在此不再 進行贅述。本實施例與實施例4的區別在於，換熱管1為實施例2中所述的列管式換熱 器的換熱管。
實施例6本發明的一種列管式換熱器的具體實施方式
之三，如圖7所示，本實施例的主要技 術方案與實施例4相同，在本實施例中未解釋的特徵，採用實施例4中的解釋，在此不再 進行贅述。本實施例與實施例4的區別在於，換熱管1為實施例3中所述的列管式換熱 器的換熱管。
最後應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對本發明 保護範圍的限制，儘管參照較佳實施例對本發明作了詳細地說明，本領域的普通技術人 員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方 案的實質和範圍。
權利要求
1.一種列管式換熱器的換熱管，包括有換熱管本體，其特徵在於所述換熱管本體 設置為橫截面尺寸變化的異徑換熱管本體，所述換熱管本體的橫截面設置為圓角矩形、 扁圓弧形、圓形或者六角形的橫截面。
2.根據權利要求1所述的列管式換熱器的換熱管，其特徵在於所述換熱管本體設 置為橫截面尺寸由小到大漸變的異徑換熱管本體，或者設置為橫截面尺寸由大到小漸變 的異徑換熱管本體。
3.根據權利要求2所述的列管式換熱器的換熱管，其特徵在於所述換熱管本體一 端的大口徑橫截面與所述換熱管本體另一端的小口徑橫截面的面積比為3/2 9/4。
4.根據權利要求3所述的列管式換熱器的換熱管，其特徵在於所述換熱管本體一 端的大口徑橫截面與所述換熱管本體另一端的小口徑橫截面的面積比為9/4。
5.根據權利要求1所述的列管式換熱器的換熱管，其特徵在於所述換熱管本體為 其內表面設置有花紋結構的換熱管本體。
6.根據權利要求5所述的列管式換熱器的換熱管，其特徵在於所述花紋結構為具 有凸點、凹點、釘齒、針孔、波紋、橫紋、斜紋、直紋或者稜形中的一種或者一種以上 的花紋結構。
7.根據權利要求5所述的列管式換熱器的換熱管，其特徵在於所述換熱管本體為 板材有縫焊接的換熱管本體，所述花紋結構與所述換熱管本體的內表面一體成型。
8.根據權利要求5所述的列管式換熱器的換熱管，其特徵在於所述換熱管本體設 置為螺旋盤管式的換熱管本體。
9.根據權利要求5所述的列管式換熱器的換熱管，其特徵在於所述換熱管本體設 置為蛇形管式的換熱管本體。
10.—種列管式換熱器，包括有管束、殼體和管箱，所述管束包括有換熱管，其特徵 在於所述換熱管為權利要求1至9中任一項所述的列管式換熱器的換熱管。
全文摘要
一種列管式換熱器的換熱管及其列管式換熱器，其中列管式換熱器的換熱管包括設置為橫截面尺寸變化的異徑換熱管本體，換熱管本體的橫截面設置為圓角矩形、扁圓形、圓形或者六角形的橫截面。列管式換熱器包括管束、殼體和管箱，管束包括換熱管，換熱管為上述列管式換熱器的換熱管。由於列管式換熱器的換熱管採用圓角矩形、扁圓弧形、圓形或者六角形的橫截面形狀，可以顯著增大換熱管腔內流體與其內壁面的充分接觸，並且選擇橫截面尺寸變化的異徑管代替現有技術中的等徑管，可使換熱管腔內流體的流速顯著增加，形成紊流，從而大大增強列管式換熱器的換熱管的傳熱效果，提高換熱效率。因而，具有換熱面積大、換熱效果好和換熱效率高的特點。
文檔編號F28F1/02GK102022943SQ20101058959
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月15日 優先權日2010年12月15日
發明者陳孫藝 申請人:茂名重力石化機械製造有限公司