專利名稱：流體助導(dǎo)熱能轉(zhuǎn)化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于熱交換介質(zhì)不直接接觸的熱交換設(shè)備，特別是通道是彎曲的，熱交換通道浸沒(méi)在流體中的熱交換設(shè)備。
背景技術(shù)：
換熱器是城市集中供熱、供水必不可少的設(shè)備，其形式很多但大多數(shù)傳統(tǒng)換熱器存在易結(jié)垢、易腐蝕、換熱效率低等缺點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外為提高換熱效率發(fā)明了許多新型換熱設(shè)備，例如纏繞式高效換熱一直是國(guó)外換熱器發(fā)展的方向，尤其在歐洲纏繞管束換熱技術(shù)最為成熟，但國(guó)外的此類產(chǎn)品沒(méi)有配以專用的導(dǎo)流裝置，管外流速不高容易形成水垢，對(duì)水質(zhì)要求較高，不適應(yīng)國(guó)內(nèi)大部分水質(zhì)。近期國(guó)內(nèi)發(fā)展起來(lái)的浮動(dòng)盤(pán)管換熱器采用了纏繞式換熱管束，但是采用的多盤(pán)管束沒(méi)有形成整體，而且沒(méi)有合適的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)不高(一般2000～3500W/m2.℃)，體積較大。浮動(dòng)盤(pán)管管束材質(zhì)為銅管，GB151-1999中規(guī)定純銅管使用溫度不超過(guò)150℃，銅合金不超過(guò)200℃。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種換熱效率高，不易結(jié)垢、易清洗的新型換熱器的技術(shù)方案。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案為，一種流體助導(dǎo)熱能轉(zhuǎn)化裝置，包括殼體、熱媒進(jìn)口、熱媒出口、冷媒進(jìn)口、冷媒出口、換熱管組、法蘭，其結(jié)構(gòu)為所述的換熱管組為10-100根螺旋換熱管組成的螺旋管束，殼體內(nèi)表面有螺旋外導(dǎo)流裝置，管束中心有軸向推力內(nèi)導(dǎo)流裝置，管束底部管板與熱媒出口固定發(fā)蘭間為螺紋快開(kāi)裝置。
所述的螺紋快開(kāi)裝置為周邊裝有帶螺紋的環(huán)向定位圈的管板與帶螺紋的帶法蘭的活套組成。
所述的螺旋換熱管為湍流換熱管。
所述的螺旋換熱管為表面帶有鎳鈦離子改性層的換熱管。
本實(shí)用新型公開(kāi)的產(chǎn)品是把換熱管制作成同心螺旋纏繞結(jié)構(gòu)使整個(gè)換熱管束形成一個(gè)彈性束，在換熱過(guò)程中彈性換熱管束充分吸收由于換熱管內(nèi)外不同溫度引起的溫差應(yīng)力。蒸汽在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)由于換熱管的螺旋結(jié)構(gòu)使得蒸汽流動(dòng)的線速度在時(shí)刻變化，給管束以動(dòng)力來(lái)伸張除垢。蒸汽在管內(nèi)流動(dòng)的離心力破壞了影響換熱的邊界水膜大大提高了管內(nèi)傳熱系數(shù)。換熱器采用螺旋管束結(jié)構(gòu)，管間距只有2～3mm，冷卻側(cè)在管外也有很高的流速，達(dá)到較高的給熱系數(shù)。與傳統(tǒng)螺旋管束不同的是，傳統(tǒng)螺旋管束(浮動(dòng)盤(pán)管)是由多個(gè)管束連接在兩個(gè)母管上構(gòu)成一個(gè)大的管束。由于加工難度問(wèn)題，傳統(tǒng)螺旋管束之間有很大的間隙，一般在50～150mm之間，況且兩個(gè)母管和眾多分管要占據(jù)1/3的體積，這樣換熱器的利用率就很低了，流體流動(dòng)時(shí)容易在間隙中流動(dòng)造成換熱短路，大大降低了傳熱系數(shù)。管束是懸臂結(jié)構(gòu)，眾多管束與母管連接連接管是應(yīng)力集中所在，容易發(fā)生泄漏。內(nèi)外彌散導(dǎo)流系統(tǒng)讓管外循環(huán)水由軸向流動(dòng)變?yōu)閺较蛄鲃?dòng)，延長(zhǎng)了換熱行程，加大了管外流速，提高了管外傳熱系數(shù)。外導(dǎo)流筒位于殼體內(nèi)壁，當(dāng)冷水從側(cè)面進(jìn)入換熱器時(shí)外導(dǎo)流筒引導(dǎo)水進(jìn)入垂直流向下封頭與管束平行流動(dòng)，減少對(duì)管束的垂直沖擊。另一方面冷水進(jìn)入下封頭開(kāi)始換熱能避免下封頭內(nèi)水滯留換熱死角，提高了循環(huán)水在殼體內(nèi)的有效換熱容積。冷水進(jìn)入下封頭后為避免流道短路在殼體內(nèi)壁設(shè)置了螺旋向上的導(dǎo)流裝置，當(dāng)水沿內(nèi)壁流動(dòng)時(shí)由外導(dǎo)流裝置引導(dǎo)水向軸向螺旋流動(dòng)大大增加了與換熱管壁的接觸機(jī)會(huì)，增大了管外流速和雷諾數(shù)，提高換熱系數(shù)。傳統(tǒng)換熱器的殼程內(nèi)壁沒(méi)有導(dǎo)流裝置，當(dāng)水流經(jīng)內(nèi)壁形成層流狀態(tài)的水膜極大影響了進(jìn)一步的換熱。傳統(tǒng)固定管板換熱器的管束都是不可抽出的，這給維修和清污帶來(lái)極大的不便。換熱器由于結(jié)構(gòu)緊湊，換熱管間距小、殼體容積小，一旦水垢或雜質(zhì)沉積會(huì)堵塞通道增大循環(huán)阻力，如果沉積污累積在底部會(huì)將一部分換熱管埋住影響了換熱。為此開(kāi)發(fā)了快開(kāi)密封結(jié)構(gòu)讓管束很容易從殼體抽出來(lái)維修或清理。另外換熱管是具有三條螺旋槽的強(qiáng)化傳熱元件，使得介質(zhì)在換熱管中流動(dòng)時(shí)的曲線是按照縱向和橫向同時(shí)流動(dòng)，在較低流速的情況下便能達(dá)到傳熱意義上的湍流，大大增高管內(nèi)的給熱系數(shù)，并且在較寬的負(fù)荷變化區(qū)域內(nèi)，熱工性能變化不大，具有較強(qiáng)的工況適應(yīng)能力和較低的壓力損失；換熱管表面鎳鈦改性材料改變了換熱管的原有特性，具有良好的耐沖刷及防腐蝕性能。
該換熱設(shè)備由于以上改進(jìn)使傳熱系數(shù)達(dá)到14000W/m2.℃以上，冷凝水溫度在60℃以下。由于其良好的性能推廣應(yīng)用后可以使得產(chǎn)品金屬耗材減少70％，機(jī)房建筑投資減少60％以上，該產(chǎn)品性能良好，換熱效果穩(wěn)定，安全可靠，使用工況廣泛，在實(shí)際使用的條件下，可長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人值守工作。


附圖為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中，1.熱媒進(jìn)口，2.換熱設(shè)備殼體，3.殼體法蘭，4.螺旋管束，5.冷媒進(jìn)口，6.螺旋外導(dǎo)流裝置，7.管板，8.帶法蘭的活套，9.冷媒出口，10.軸向推力內(nèi)導(dǎo)流裝置，11.環(huán)向定位圈，12.固定法蘭，13.熱媒出口。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
是，如圖所示實(shí)施例1，一種流體助導(dǎo)熱能轉(zhuǎn)化裝置，包括殼體2、熱媒進(jìn)口1、熱媒出口13、冷媒進(jìn)口5、冷媒出口9、換熱管組、法蘭3，其結(jié)構(gòu)為所述的換熱管組為20根螺旋換熱管纏繞組成的螺旋管束4，殼體內(nèi)表面有螺旋外導(dǎo)流裝置6，管束中心有軸向推力內(nèi)導(dǎo)流裝置10，管束底部管板與熱媒出口固定發(fā)蘭12間為螺紋快開(kāi)裝置。
實(shí)施例2，一種流體助導(dǎo)熱能轉(zhuǎn)化裝置，包括殼體2、熱媒進(jìn)口1、熱媒出口13、冷媒進(jìn)口5、冷媒出口9、換熱管組、法蘭3，其結(jié)構(gòu)為所述的換熱管組為30根螺旋換熱管纏繞組成的螺旋管束4，殼體內(nèi)表面有螺旋外導(dǎo)流裝置6，管束中心有軸向推力內(nèi)導(dǎo)流裝置10，管束底部管板與熱媒出口固定發(fā)蘭間為周邊裝有帶螺紋的環(huán)向定位圈11的管板7與帶螺紋的帶法蘭的活套8組成的螺紋快開(kāi)裝置。
實(shí)施例3，一種流體助導(dǎo)熱能轉(zhuǎn)化裝置，包括殼體2、熱媒進(jìn)口1、熱媒出口13、冷媒進(jìn)口5、冷媒出口9、換熱管組、法蘭3，其結(jié)構(gòu)為所述的換熱管組為50根表面帶有鎳鈦離子改性層的螺旋湍流換熱管纏繞組成的螺旋管束4，殼體內(nèi)表面有螺旋外導(dǎo)流裝置6，管束中心有軸向推力內(nèi)導(dǎo)流裝置10，管束底部管板與熱媒出口固定發(fā)蘭12間為管板7周邊裝有帶螺紋的環(huán)向定位圈11與帶螺紋的帶法蘭的活套8組成的螺紋快開(kāi)裝置。
權(quán)利要求1.一種流體助導(dǎo)熱能轉(zhuǎn)化裝置，包括殼體、熱媒進(jìn)口、熱媒出口、冷媒進(jìn)口、冷媒出口、換熱管組、法蘭，其特征在于所述的換熱管組為10-100根螺旋換熱管組成的螺旋管束，殼體內(nèi)表面有螺旋外導(dǎo)流裝置，管束中心有軸向推力內(nèi)導(dǎo)流裝置，管束底部管板與熱媒出口固定發(fā)蘭間為螺紋快開(kāi)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體助導(dǎo)熱能轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于所述的螺紋快開(kāi)裝置為周邊裝有帶螺紋的環(huán)向定位圈的管板與帶螺紋的帶法蘭的活套組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的流體助導(dǎo)熱能轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于所述的螺旋換熱管為湍流換熱管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的流體助導(dǎo)熱能轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于所述的螺旋換熱管為表面帶有鎳鈦離子改性層的換熱管。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種流體助導(dǎo)熱能轉(zhuǎn)化裝置屬于熱交換介質(zhì)不直接接觸的熱交換設(shè)備，特別是通道是彎曲的，熱交換通道浸沒(méi)在流體中的熱交換設(shè)備。該換熱設(shè)備，包括殼體、熱媒進(jìn)口、熱媒出口、冷媒進(jìn)口、冷媒出口、換熱管組、法蘭，其結(jié)構(gòu)為所述的換熱管組為多根螺旋換熱管組成的螺旋管束，殼體內(nèi)表面有螺旋外導(dǎo)流裝置，管束中心有軸向推力內(nèi)導(dǎo)流裝置，管束底部管板與熱媒出口固定法蘭間為螺紋快開(kāi)裝置。該換熱設(shè)備傳熱系數(shù)達(dá)到14000W/m
文檔編號(hào)F28D1/047GK2864551SQ20062008044
公開(kāi)日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2006年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月20日
發(fā)明者張德利, 付資兌, 袁洪斌 申請(qǐng)人:山東宏達(dá)科技集團(tuán)有限公司