一種新型螺旋扭曲波節管換熱器的製作方法

2023-10-31 19:09:22 1

本實用新型涉及一種新型螺旋扭曲波節管換熱器，屬於強化換熱技術領域。

背景技術：

換熱器在國民經濟的各行各業有著廣泛的應用，是能源、石油、化工、冶金、動力、輕工業、食品乃至航空航天行業中最常見的設備之一，它是開發二次能源，實現熱回收節約能源耗散的重要設備；目前，管殼式換熱器由於其流量大、壓降損失小以及操作壓力高而被廣泛應用；工程應用中的管殼式換熱器的換熱管都使用光管，工作流體在光管內的湍流效果差，造成換熱效果不明顯，換熱效率不高的缺點；管殼式換熱器一般運行周期較長，流體內雜質等汙垢沉積，容易堵塞，影響設備的效率，尤其是大型的管殼式換熱器，換熱管堵塞時，管束清洗困難，這不但影響換熱效果，而且影響整個工藝流程的運行。

技術實現要素：

針對以上所述問題，本實用新型提供了一種新型螺旋扭曲波節管換熱器，其優點在於，工作介質在管內流動換熱時湍流程度高、換熱係數高、不易結垢，其零部件與普通管殼式換熱器之間存在良好的通用性。

一種新型螺旋波節扭曲管換熱器主要由管程部分和殼程部分組成；管程部分主要由管程進口部分、管程換熱部分、以及管程出口部分組成，其中，管程進口部分由管程進口[1]、進口管箱[2]、進口管箱法蘭[3]、進口管箱法蘭墊片[16]和進口管板[4]組成，管程換熱部分由螺旋扭曲波節換熱管束[7]組成，管程出口部分殼程主要由管程出口[10]、出口管箱[11]、出口管箱法蘭[12]、出口管箱法蘭墊片[13]和出口管板[9]組成；殼程部分主要由殼程進口[5]、殼程出口[14]、筒體[15]和折流板[6]、[8]組成。

本實用新型涉及的新型螺旋扭曲波節管換熱器中，螺旋扭曲波節換熱管束[7]是由新型螺旋扭曲波節管組成。

根據權利要求2所述的新型螺旋扭曲波節換熱管，其特徵是：進口[21]、進口段[22]、水平放置的橢球波節段1[23]、順時針螺旋扭曲段1[32]、豎直放置的橢球波節段1[34]、順時針螺旋扭曲段2[27]、水平放置的橢球波節段2[24]、順時針螺旋扭曲段3[31]、豎直放置的橢球波節段2[33]、順時針螺旋扭曲段3[28]、水平放置的橢球波節段3[25]、直管段[26]、出口段[29]和出口[30]組成；其中，水平放置的橢球波節段1[23]、順時針螺旋扭曲段1[32]、豎直放置的橢球波節段1[34]、順時針螺旋扭曲段2[27]、水平放置的橢球波節段2[24]、順時針螺旋扭曲段3[31]、豎直放置的橢球波節段2[33]、順時針螺旋扭曲段3[28]、水平放置的橢球波節段3[25]、直管段[26]、周期性交替連接、光滑過渡。

根據權利要求3所述的順時針螺旋扭曲段，其特徵是：順時針螺旋扭曲段是由截面與基圓面大小相同的橢圓管螺旋扭曲所得；順時針螺旋扭曲段由扭曲導程、扭曲長度和扭曲角確定；流體隨著管壁形狀的周期性變化產生了周期性螺旋流動，這種流動現象使換熱係數提高。

附圖說明

圖1一種新型螺旋扭曲波節管換熱器的結構示意圖；

圖2新型螺旋扭曲波節換熱管示意圖；

圖中：1-管程進口，2-進口管箱，3-進口管箱法蘭，4-進口管板，5-殼程入口，6-折流板，7-螺旋扭曲波節換熱管束，8-折流板，9-出口管板，10-管程出口，11-出口管箱，12-出口管箱法蘭，13-出口管箱法蘭墊片，14-殼程出口，15-筒體，16-出口管箱法蘭墊片，、圖中21-進口，22-進口段，23-水平放置的橢球波節段1，24-水平放置的橢球波節段2，25-水平放置的橢球波節段3，26-直管段，27-順時針螺旋扭曲段2，28-順時針螺旋扭曲段3，29-出口段，30-出口，31-順時針螺旋扭曲段3，32-順時針螺旋扭曲段1，33-豎直放置的橢球波節段2，33-豎直放置的橢球波節段2，34-豎直放置的橢球波節段1。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步詳細描述。

本實用新型的實施方式如下：一種新型螺旋扭曲波節管換熱器主要由管程和殼程組成，管程流動的流體稱為管程流體，殼程流動的流體稱為殼程流體。

管程流體的流動過程如下：管程流體由管程進口[1]進入管程進口部分的進口管箱[2]，由於進口管箱法蘭[3]、進口管箱法蘭墊片[16]的密封作用，管程流體不會滲漏；然後，經過進口管板[4]的分流，管程流體進入管程換熱部分的相間螺旋扭曲換熱管束[7]的各個換熱管道，與殼程的殼程流體進行換熱；隨後，經過換熱的管程流體經過出口管板[9]的匯集作用，管程流體進入管程出口部分的出口管箱[11]，由管程出口[10]流出螺旋扭曲波節管換熱器，由於出口管箱法蘭[12]、出口管箱法蘭墊片[13]的密封作用，管程流體不會滲漏。

殼程流體的流動過程如下：殼程流體由殼程進口[5]進入筒體[15]內與管程的管程流體進行換熱，由於折流板[6]、[8]的阻擋作用，殼程流體在殼程有一個「之」字形的流動路線，這增加了殼程流體的流程；隨後，經過換熱的殼程流體由殼程出口[14]流出該新型螺旋扭曲波節管換熱器。

新型螺旋扭曲波節管換熱器的螺旋扭曲波節換熱管束[7]是由新型螺旋扭曲波節換熱管組成，該新型相間螺旋扭曲管是由[21]-進口，[22]-進口段，[23]-水平放置的橢球波節段1，[24]-水平放置的橢球波節段2，[25]-水平放置的橢球波節段3，[26]-直管段，[27]-順時針螺旋扭曲段2，[28]-順時針螺旋扭曲段3，[29]-出口段，[30]-出口，[31]-順時針螺旋扭曲段3，[32]-順時針螺旋扭曲段1，[33]-豎直放置的橢球波節段2，[33]-豎直放置的橢球波節段2，[34]-豎直放置的橢球波節段1組成；流體隨著管壁形狀的周期性變化產生了周期性螺旋流動，形成了相切於管壁的二次流，這種現象增加了流體的湍流效應，對流體壁面邊界層和汙垢層產生很強的破壞作用，使換熱係數提高；該新型相間螺旋扭曲管換熱器的零部件與普通管殼式換熱器之間存在良好的通用性，有較好的發展前景和廣泛的實際應用價值。