專利名稱：高效外螺管換熱器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于化工、石油、冶金及熱能工程中所使用的氣-液、液-氣、氣-氣或液-液換熱器。
本實用新型的技術解決方案一種高效外螺管換熱器，它包括有殼體及其兩端的封蓋，殼體內通過前、后管板設有換熱管，在封蓋上設有介質進口和介質出口，在殼體上設有物料進口和物料出口，其中，換熱管可以是并排設置的多根直管，也可是多根并排設置的U型管，其特征在于各換熱管的外壁設有螺紋槽，其內壁設有多孔金屬層或螺紋槽或波紋槽。
本實用新型在各換熱管的外壁設有螺紋槽，在其內壁設有多孔金屬層或螺紋槽或波紋槽，殼體采用折流桿支撐換熱管管束。故本實用新型的換熱管與傳統(tǒng)的螺紋管、光滑管相比較，具有雙面強化，傳熱系數高、流阻低，抗介質腐蝕能力強等特點。
圖2為本實用新型的換熱管的局部結構示意圖。
本實用新型中，各換熱管4的外壁的螺紋槽可以是連續(xù)的，也可是間斷的，最好是各換熱管4的兩端外壁為平滑面結構，以便與兩端的管板3固定連接，其它均為螺紋槽結構，其槽深為0.2-2mm，最佳為0.5-1.5mm。各換熱管4的內壁的多孔金屬層9可采用50-120目的鋁粉、鐵粉或鎳粉在高溫真空爐中燒結或直接噴涂在換熱管4的內壁上，形成凹凸不平的大量的小孔，可大大加速液體汽化生成氣泡，該多孔金屬層9的厚度為0.1-0.6mm，最佳0.2-0.3mm。各換熱管4的內壁若為螺紋槽9，其槽深為0.1-1mm，它在流體阻力要求小的情況下應采用來輻線螺紋槽。各換熱管4的內壁若為波紋槽9，其波峰與波谷之間的峰峰值為0.1-1mm。
如


圖1，各換熱管4中間可由焊在折流圈上的多根折流桿10來支撐固定，折流桿10為細圓桿，分別以水平或垂直方向焊接固定在圓環(huán)形的折流圈上構成支撐。因各波紋換熱管4采用折流桿支撐結構，則殼體1流體流動阻力可減到光管的1.01-1.15倍。
本實用新型在物料溫度較高時，應在殼體1的后端封蓋2內設有由浮頭法蘭11和鉤圈12構成的浮頭結構，這樣可使各換熱管4和后管板3在殼體1內移動。
本實用新型的換熱管是用專用設備將光滑管外表面用無切削的滾軋工藝制造成螺紋槽，根據介質工藝特點在換熱管內壁加工成螺紋槽或來輻線狀或波紋槽，或在換熱管內壁高溫噴涂或燒結多孔金屬材料涂層，涂層材料為Al、Fe或Ni等金屬。換熱管材料為10#、20#、0Cr19Ni9、1Cr18Ni9Ti、CrMo鋼等。因為這種換熱管內表面具有大量的小球存在，表面積可增加數10倍，從而強化了傳熱。換熱管外表面有螺紋槽，其內表面有螺紋槽、來輻線、波紋槽或多孔涂層，大大提高了流體的紊流強度，不斷改變了流體的流速和流動方向，破壞了層流底層，改變了介質邊界層的流動狀態(tài)，從管壁表面到主流之間的溫度梯度被破壞或消除，大大提高了管內外的傳熱系數，而且在較低流速下，即可達到紊流狀態(tài)，使管壁內溫度梯度很小、熱阻小、總傳熱系數比普通管提高1-5倍。
權利要求1.一種高效外螺管換熱器，它包括有殼體及其兩端的封蓋，殼體內通過前、后管板設有換熱管，在封蓋上設有介質進口和介質出口，在殼體上設有物料進口和物料出口，其中，換熱管或是并排設置的多根直管，或是多根并排設置的U型管，其特征在于各換熱管的外壁設有螺紋槽，其內壁設有多孔金屬層或螺紋槽或波紋槽。
2.按權利要求1所述的高效外螺管換熱器，其特征在于所述各換熱管的外壁的螺紋槽或是連續(xù)的，或是間斷的；或者，各換熱管的兩端外壁為平滑面結構，其它均為螺紋槽結構。
3.按權利要求2所述的高效外螺管換熱器，其特征在于所述各換熱管的外壁的螺紋槽槽深為0.2-2mm。。
4.按權利要求3所述的高效外螺管換熱器，其特征在于所述各換熱管的外壁的螺紋槽槽深為0.5-1.5mm。
5.按權利要求1所述的高效外螺管換熱器，其特征在于所述各換熱管的內壁的多孔金屬層采用50-120目的鋁粉、鐵粉或鎳粉在高溫真空爐中燒結或直接噴涂在換熱管的內壁上，形成凹凸不平的大量的小孔，該多孔金屬層的厚度為0.1-0.6mm。
6.按權利要求5所述的高效外螺管換熱器，其特征在于所述多孔金屬層的厚度為0.2-0.3mm。
7.按權利要求1所述的高效外螺管換熱器，其特征在于所述各換熱管的內壁為螺紋槽，其槽深為0.1-1mm；或者，各換熱管的內壁為波紋槽，其波峰與波谷之間的峰峰值為0.1-1mm。
8.按權利要求7所述的高效外螺管換熱器，其特征在于所述各換熱管的內壁螺紋槽采用來輻線螺紋槽。
9.按權利要求1所述的高效外螺管換熱器，其特征在于所述各波紋換熱管中間由焊在折流圈上的多根折流桿來支撐固定，折流桿為細圓桿，分別以水平或垂直方向焊接固定在圓環(huán)形的折流圈上構成支撐。
10.按權利要求1所述的高效外螺管換熱器，其特征在于在殼體的后端封蓋內設有由浮頭法蘭和鉤圈構成的浮頭結構。
專利摘要本實用新型涉及一種用于化工、石油、冶金及熱能工程中所使用的氣－液、液－氣、氣－氣或液－液換熱器，它包括有殼體及其兩端的封蓋，殼體內通過前、后管板設有換熱管，在封蓋上設有介質進口和介質出口，在殼體上設有物料進口和物料出口，其中，換熱管可以是并排設置的多根直管，也可是多根并排設置的U型管，各換熱管的外壁設有螺紋槽，其內壁設有多孔金屬層或螺紋槽或波紋槽。本實用新型在換熱管的外壁設有螺紋槽，在其內壁設有多孔金屬層或螺紋槽或波紋槽，殼體采用折流桿支撐換熱管管束。故本實用新型的換熱管與傳統(tǒng)的螺紋管、光滑管相比較，具有雙面強化，傳熱系數高、流阻低，抗介質腐蝕能力強等特點。
文檔編號F28F1/36GK2578766SQ0225856
公開日2003年10月8日 申請日期2002年11月19日 優(yōu)先權日2002年11月19日
發(fā)明者郭宏新, 劉豐, 李來所, 馬明 申請人:江蘇中圣石化工程有限公司