專利名稱：滿液型滾壓強化管束蒸發(fā)換熱器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種換熱器，尤其涉及一種滿液型滾壓強化管束蒸發(fā)換熱器。該蒸發(fā)換熱器采用滾壓強化管來代替普通蒸發(fā)換熱器的光滑管，可以有效地提高蒸發(fā)換熱效率。
背景技術：
如何降低能量和資源的消耗一直是生產(chǎn)與應用工程領域的一項重大課題。在很多熱工和化工的換熱工藝過程中，降低能耗的一種有效方法就是在過程的進行當中，減小系統(tǒng)運行的驅動溫差。
工業(yè)中最常用的一種熱交換設備就是蒸發(fā)換熱器，而如何提高蒸發(fā)換熱器的換熱效率則一直是設計人員研究的一項重要的課題。目前，工業(yè)中用到的蒸發(fā)換熱器主要有兩大類，一類是降膜型蒸發(fā)換熱器，另一類是滿液型蒸發(fā)換熱器。在海水淡化設備、太陽能吸收式冷卻器、化工設備中，這兩種類型的換熱器都很常用。
降膜型蒸發(fā)換熱器主要用在一些利用低品質熱量的換熱設備中。降膜型蒸發(fā)換熱器的主要結構包括供液器、管束、儲液箱和循環(huán)系統(tǒng)四個部分。工作時，液體從供液器流經(jīng)管束，在其表面換熱之后進入儲液箱，然后再流入供液器循環(huán)使用。該類型換熱器的特點是在管外的工質流量小、管壁和工質之間的溫差較小的情況下，其換熱系數(shù)卻很大；而且，工質流量和熱負荷的變化對換熱系數(shù)的影響很小，運行工況相當穩(wěn)定。但是，該種類型換熱器需要一套復雜的供液裝置，而且，為了保證流體能夠在管束之間流動，管與管之間的間距必須足夠大，這就使得整個換熱器的體積增大。
與降膜型蒸發(fā)換熱器相對的另外一種類型的蒸發(fā)換熱器為滿液型蒸發(fā)換熱器。滿液型蒸發(fā)換熱器主要應用于高熱量、高過熱度的情況。它的基本的形式就是水平管束全部放置在飽和液體中。與降膜型蒸發(fā)換熱器相比，滿液型蒸發(fā)換熱器的結構要簡單得多。然而，為了使受熱表面能產(chǎn)生沸騰換熱，該型換熱器所需要的溫差比較大。在一些利用低品質熱量的海水淡化設備和換熱器當中，由于壁面溫度以及熱流量都很低，所以在傳熱管表面不會產(chǎn)生沸騰，因此換熱效率很低。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對以上現(xiàn)有技術的不足，提供一種新式滿液型滾壓強化管束蒸發(fā)換熱器，該換熱器能在低溫差的條件下發(fā)生強烈的沸騰現(xiàn)象，從而提高換熱性能。并且，該滾壓強化管加工制作簡單。
為實現(xiàn)這樣一種目的，本發(fā)明采用一種特殊的滾壓管來提高蒸發(fā)換熱性能。蒸發(fā)換熱器主要由供液器，儲液箱以及箱中布設的管束組成。供液器從儲液箱的上部連通儲液箱，蒸汽出口設置在儲液箱的上部，出液口設置在儲液箱的下部，儲液箱內部排列的管束浸沒在流體中。本發(fā)明的結構特征主要在于管束中采用的滾壓強化管。該滾壓強化管采用普通的車床加工，管子的外徑為18mm，內徑為12mm，在整個管子表面形成一個個錐形槽。滾壓后，形成的錐形槽底面內徑為0.4mm，外徑為0.7mm，錐形槽的槽深0.6mm。
運行時，管束整個浸沒在冷流體中，熱流體從管子中間流過。根據(jù)沸騰強化傳熱機理，管束中采用這樣的滾壓強化管，容易在管子表面的錐形槽內的小空間產(chǎn)生沸騰換熱以及氣液兩相流擾動兩種強化換熱。所以，滿液型蒸發(fā)換熱器依然能夠在低壁溫、低熱流密度條件下(熱流密度范圍約在103～105kW/m2之間)產(chǎn)生沸騰傳熱現(xiàn)象，從而大大強化了換熱性能。換熱性能的增加進一步使得蒸發(fā)換熱器的體積減小，結構變得更加緊湊。實驗表明，這種新式滿液型滾壓強化管束的蒸發(fā)換熱器對于水和氟利昂這兩種工質，都能有效地增加蒸發(fā)換熱效率，其換熱效率比普通蒸發(fā)換熱器提高1～2倍。
本發(fā)明的蒸發(fā)換熱器結構緊湊，滾壓強化管的加工制作簡單，基本上不增加管束的加工成本，而且可以在低溫差的條件下發(fā)生強烈的沸騰現(xiàn)象，從而使得換熱性能大大提高。


圖1為本發(fā)明蒸發(fā)換熱器的結構示意圖。
圖1中，1為蒸汽出口，2為供液器，3為流體，4為滾壓強化管束，5為儲液箱，6為出液口。
圖2為本發(fā)明中滾壓強化管表面結構的示意圖。
圖2中，a為滾壓強化管表面錐形槽的分布照片，b為滾壓強化管的剖面圖，給出了管徑尺寸，c為滾壓強化管錐形槽結構尺寸的局部放大圖。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步描述。
本發(fā)明蒸發(fā)換熱器結構如圖1、圖2所示，主要由供液器2，儲液箱5、箱中布設的滾壓強化管束4組成，供液器2從儲液箱5的上部連通儲液箱5，蒸汽出口1設置在儲液箱5的上部，出液口6設置在儲液箱5的下部，儲液箱5內部排列的滾壓強化管束4浸沒在流體3中。
本發(fā)明蒸發(fā)換熱器中的結構特征主要在于所采用的滾壓強化管束4，圖2給出了滾壓強化管子的結構圖。如圖2b所示，該滾壓強化管的外徑為18mm，內徑為12mm，采用普通的車床加工，在整個管子表面形成一個個錐形槽。滾壓后，形成的錐形槽如圖2c所示，錐形槽底面內徑為0.4mm，外徑為0.7mm，錐形槽的槽深0.6mm。滾壓強化管表面錐形槽的分布照片如圖2a所示，在約5mm的間距內均勻分布7個錐形槽。
在本發(fā)明的實施例中，滾壓強化管束4中所有管子的外徑均為18mm。整個管束浸沒在液體之中。在熱流密度為103kW/m2之時，該實施例的換熱器較之普通的滿液型蒸發(fā)換熱器，換熱系數(shù)可以增加1～2倍。
權利要求
1.一種滿液型滾壓強化管束蒸發(fā)換熱器，由供液器(2)，儲液箱(5)及儲液箱中布設的管束(4)組成，供液器(2)從儲液箱(5)的上部連通儲液箱(5)，蒸汽出口(1)設置在儲液箱(5)的上部，出液口(6)設置在儲液箱(5)的下部，儲液箱(5)內部的管束(4)浸沒在流體(3)中，其特征在于所述管束(4)為滾壓強化管束(4)，滾壓強化管束(4)中所采用管子的外徑為18mm，內徑為12mm，在整個管子表面經(jīng)滾壓加工形成一個個錐形槽，錐形槽底面內徑為0.4mm，外徑為0.7mm，錐形槽的槽深0.6mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種滿液型滾壓強化管束蒸發(fā)換熱器，采用滾壓強化管束來提高蒸發(fā)換熱效率。蒸發(fā)換熱器主要由供液器、儲液箱以及儲液箱中布設的管束組成。供液器從儲液箱的上部連通儲液箱，蒸汽出口設置在儲液箱的上部，出液口設置在儲液箱的下部，儲液箱內部排列的管束浸沒在液體中。儲液箱中的管束為滾壓強化管束，采用的管子外徑為18mm，內徑為12mm，在整個管子表面經(jīng)滾壓加工形成一個個錐形槽，錐形槽底面內徑為0.4mm，外徑為0.7mm，錐形槽的槽深0.6mm。本發(fā)明結構緊湊，滾壓強化管的加工制作簡單，基本上不增加管束的加工成本，而且可以在低溫差的條件下發(fā)生強烈的沸騰現(xiàn)象，從而使得換熱性能大大提高。
文檔編號F28F1/12GK1766512SQ20051011020
公開日2006年5月3日 申請日期2005年11月10日 優(yōu)先權日2005年11月10日
發(fā)明者劉振華, 秋雨豪 申請人:上海交通大學