管殼式換熱器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提出一種管殼式換熱器，包括殼體及設(shè)于殼體內(nèi)的傳熱管，所述傳熱管內(nèi)設(shè)有使得管內(nèi)流體產(chǎn)生連續(xù)擾流的扭帶，所述扭帶為片狀體在其長度方向上扭轉(zhuǎn)所形成的擾流子。采用本實用新型的管殼式換熱器，可實現(xiàn)低雷諾系數(shù)下管內(nèi)對流換熱效果的加強，而且可降低管內(nèi)結(jié)垢現(xiàn)象的產(chǎn)生。
【專利說明】管殼式換熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及工程傳熱【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種具有內(nèi)插扭帶傳熱管的管殼式換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技和工程傳熱技術(shù)的快速發(fā)展，換熱器已廣泛應(yīng)用于建筑業(yè)、核工業(yè)等領(lǐng)域。
[0003]管殼式換熱器與傳統(tǒng)的套管式換熱器相似，其傳熱過程主要是管內(nèi)對流換熱、管壁熱傳導(dǎo)以及管外對流換熱。對流換熱的效果越強，換熱器的換熱效果就越好。對于管內(nèi)對流換熱，管內(nèi)流體流動的雷諾系數(shù)越大，對流換熱的效果就越好。
[0004]然而，常規(guī)的管殼式換熱器存在如下缺點，一方面，由于系統(tǒng)工藝參數(shù)等因素的限制，常規(guī)管殼式換熱器管內(nèi)流體流動的雷諾系數(shù)不可能太大，而影響到管內(nèi)對流換熱的效果，降低了換熱器的換熱效果。另一方面，隨著管殼式換熱器使用年限的增加，管內(nèi)會出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，因此會降低換熱器的換熱能力。
實用新型內(nèi)容
[0005]有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種增強管內(nèi)對流換熱效果且降低管內(nèi)結(jié)垢現(xiàn)象的管殼式換熱器。
[0006]本實用新型提供一種管殼式換熱器，包括殼體及設(shè)于殼體內(nèi)的傳熱管，所述傳熱管內(nèi)設(shè)有使得管內(nèi)流體產(chǎn)生連續(xù)擾流的扭帶，所述扭帶為片狀體在其長度方向上扭轉(zhuǎn)所形成的擾流子。
[0007]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述扭帶的當(dāng)量直徑小于所述傳熱管的內(nèi)徑。
[0008]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述傳熱管為U型，所述扭帶的長度小于或等于所述傳熱管的直管段的長度。
[0009]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述殼體內(nèi)設(shè)有用于支撐所述傳熱管的支撐件，所述支撐件上設(shè)有穿孔，所述傳熱管插設(shè)于所述穿孔內(nèi)。
[0010]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述支撐件的高度小于所述殼體的直徑，相鄰的支撐件的頂端分別與殼體的頂部和底部之間形成有交錯排列的流體通道。
[0011]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述支撐件為折流板或三葉孔支撐板。
[0012]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述殼體包括殼體本體以及用于連接殼體本體和其它元件的連接段，所述殼體本體和所述連接段之間夾設(shè)有管板，所述傳熱管插設(shè)于所述管板上所設(shè)的開孔內(nèi)。
[0013]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述殼體本體上設(shè)有第一法蘭，所述連接段上設(shè)有第二法蘭，所述殼體本體和所述連接段通過所述第一法蘭、所述第二法蘭以及穿過所述第一法蘭和所述第二法蘭的螺栓連接在一起。
[0014]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述管板與所述殼體本體之間以及所述管板與所述連接段之間分別設(shè)置有環(huán)形的密封墊片。
[0015]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述殼體本體上設(shè)有殼側(cè)入口及疏水管嘴，所述連接段上設(shè)有管側(cè)入口、管側(cè)出口及排氣管嘴和疏水管嘴。
[0016]本實用新型的有益效果是，由于所述管殼式換熱器的傳熱管內(nèi)設(shè)有扭帶，一方面，使得傳熱管內(nèi)的流體流過扭帶的旋轉(zhuǎn)面時，可以連續(xù)的產(chǎn)生擾流并沖刷傳熱管的內(nèi)壁面，從而實現(xiàn)低雷諾系數(shù)下管內(nèi)對流換熱效果的加強，進而增強換熱器的換熱效果。另一方面，擾流對傳熱管壁面的沖刷，可大大降低管內(nèi)結(jié)垢現(xiàn)象的產(chǎn)生，從而確保換熱器的換熱能力。
[0017]上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型管殼式換熱器的一個實施例的立體示意圖。
[0019]圖2是圖1中管殼式換熱器的進/出口段的剖視示意圖。
[0020]圖3是圖1中管殼式換熱器的部分剖視示意圖。
[0021]圖4是圖1中管殼式換熱器的傳熱管的部分剖視示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為更進一步闡述本實用新型為達成預(yù)定實用新型目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出的管殼式換熱器的【具體實施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如下:
[0023]請參見圖1及圖2，本實用新型實施例的管殼式換熱器100，包括殼體10、設(shè)于殼體10內(nèi)的傳熱管20以及靠近殼體10的進/出口端的管板30。
[0024]殼體10包括殼體本體11以及位于殼體本體10的兩個相對端、用于連接殼體10和其它元件的連接段12。其中，殼體本體11呈U型，其包括兩個直管段Ila及位于上述兩個直管段之間的彎管段lib。殼體本體11的兩端分別向外凸設(shè)有第一法蘭11c。與之相對應(yīng)，各連接段12上也分別向外凸設(shè)有第二法蘭12c。第一法蘭Ilc和第二法蘭12c通過螺栓連接，而將殼體本體11和連接段12連接在一起。管板30夾設(shè)于殼體本體11和連接段12之間，其與殼體本體11和連接段12之間采用環(huán)形的密封墊片13進行密封。
[0025]殼體本體11在靠近第一法蘭Ilc的管段的上部設(shè)有殼側(cè)入口 I ld，并在靠近第一法蘭Ilc的管段的下部設(shè)有疏水管嘴He。殼側(cè)入口 Ild和疏水管嘴lie的延伸方向均垂直于殼體10的軸向，殼側(cè)入口 Ild為填入殼體10和傳熱管20之間的液體入口，疏水管嘴Ile為填入殼體10和傳熱管20之間的液體出口，通過將液體放出殼體10可防止殼體10內(nèi)的液體在殼體10處于非使用狀態(tài)時因受冷而凝結(jié)。
[0026]其中一個連接段12在其中部設(shè)有沿軸向延伸的管側(cè)入口 12d，其中另一個連接段12在其中部設(shè)有沿軸向延伸的管側(cè)出口 12e，并且，上述兩個連接段12均在其上部和下部分別設(shè)有垂直于連接段12軸向的排氣管嘴12f和疏水管嘴12g。管側(cè)入口 12d為由其它元件流入傳熱管20的流體的入口，管側(cè)出口 12e為由傳熱管20流向其它元件的流體的出口，通過管側(cè)入口 12d和管側(cè)出口 12e可進行本實用新型的管殼式換熱器100與其它元件的熱交換。排氣管嘴12e為傳熱管20內(nèi)因受熱或其它原因產(chǎn)生的氣體的出口，疏水管嘴12g為填入傳熱管20的液體的出口。
[0027]管板30上設(shè)有若干開孔，傳熱管20插設(shè)于所述開孔內(nèi)，通過先焊接后脹接的方式固定至管板30上。具體而言，可以將傳熱管20的頂端穿出管板30的端面，利用焊接的方式將穿出管板30的部分焊接至管板30上，然后采用脹接的方式使傳熱管30位于開孔內(nèi)的部分膨脹而與管板壁緊密結(jié)合；可以理解的，先焊接后脹接的固定方式也可以是使傳熱管20的頂端稍微縮進管板30的端面一定的距離，然后利用焊接的方式將傳熱管20的頂端焊接至管板30上，然后采用脹接的方式使傳熱管30位于開孔內(nèi)的其它部分膨脹而與管板壁
緊密集合。[0028]如圖3所示，殼體10的內(nèi)部還設(shè)有若干支撐件40，所述支撐件40上設(shè)有穿孔，所述傳熱管20插設(shè)于所述穿孔內(nèi)，由所述支撐件40支撐固定。所述支撐件40可以是折流板或者三葉孔支撐板，但不限于此。支撐件40通常為一個直徑與殼體內(nèi)徑相等的圓盤截掉一個弓形部分所留下的弓形部分，該留下的弓形部分上開設(shè)有用于插設(shè)傳熱管20的若干穿孔。由關(guān)于支撐件40形狀的敘述可以知道，這些支撐件40的高度略小于殼體10的主體部分的直徑，并且，這些支撐件40以交錯排列的方式排列于殼體10的直管段11a，也就是說，相鄰的兩個支撐件40的頂端(即頂部和底部)分別與殼體10的頂部和底部相接觸，而由于支撐件40的高度小于殼體10的主體部分的直徑，而在支撐件40的頂端與殼體10的頂部和底部之間形成有交錯排列的流體通道lif，這些交錯排列的流體通道IIf可以增加殼體10和傳熱管20之間的流體的擾動，提高熱交換率。
[0029]傳熱管20也為U型，并包括兩段直管段和一段彎管段，所述彎管段包括兩段相同的半圓形筒體，該兩段半圓形筒體在傳熱管20的直管段裝入殼體本體11的直管段Ila之后，焊接在一起，然后同時焊接到傳熱管20的直管段上。殼體10的彎管段Ilb的結(jié)構(gòu)和固定方式與傳熱管20相同，在此不再贅述。
[0030]如圖3和圖4所示，傳熱管20內(nèi)設(shè)有使得管內(nèi)流體產(chǎn)生連續(xù)擾流的扭帶21。扭帶21為片狀體在長度方向上繞順時針或逆時針的方向扭轉(zhuǎn)所形成的擾流子。扭帶21的當(dāng)量直徑略小于傳熱管20的內(nèi)徑。扭帶21的長度小于或等于傳熱管20的直管段的長度。本實例中，扭帶21的材質(zhì)為金屬，最好為易于導(dǎo)熱的金屬，例如鋁、銅?？梢岳斫?，扭帶21的材質(zhì)也可以為其他金屬或金屬外的其它具有良好耐熱性的材質(zhì)。在將扭帶21插入傳熱管20內(nèi)之后，可在距離傳熱管20的端部入口處的一定長度內(nèi)進行焊接，而使得扭帶21與傳熱管20固定連接，從而確保扭帶21能承受管內(nèi)流體的流動沖擊。
[0031]綜上所述，本實用新型的有益效果是:由于管殼式換熱器100的傳熱管20內(nèi)設(shè)有扭帶21，一方面，使得傳熱管20內(nèi)的流體流過扭帶21的旋轉(zhuǎn)面時，可以連續(xù)的產(chǎn)生擾流并沖刷傳熱管20內(nèi)壁面，從而實現(xiàn)低雷諾系數(shù)下管內(nèi)對流換熱效果的加強，進而增強換熱器的換熱效果。另一方面，擾流對傳熱管20壁面的沖刷，可大大降低管內(nèi)結(jié)垢現(xiàn)象的產(chǎn)生，從而確保換熱器的換熱能力。
[0032]以上所述，僅是本實用新型的實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種管殼式換熱器，包括殼體及設(shè)于殼體內(nèi)的傳熱管，其特征在于，所述傳熱管內(nèi)設(shè)有使得管內(nèi)流體產(chǎn)生連續(xù)擾流的扭帶，所述扭帶為片狀體在其長度方向上扭轉(zhuǎn)所形成的擾流子。
2.如權(quán)利要求1所述的管殼式換熱器，其特征在于，所述扭帶的當(dāng)量直徑小于所述傳熱管的內(nèi)徑。
3.如權(quán)利要求1所述的管殼式換熱器，其特征在于，所述傳熱管為U型，所述扭帶的長度小于或等于所述傳熱管的直管段的長度。
4.如權(quán)利要求1所述的管殼式換熱器，其特征在于，所述殼體內(nèi)設(shè)有用于支撐所述傳熱管的支撐件，所述支撐件上設(shè)有穿孔，所述傳熱管插設(shè)于所述穿孔內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的管殼式換熱器，其特征在于，所述支撐件的高度小于所述殼體的直徑，相鄰的支撐件的頂端分別與殼體的頂部和底部之間形成有交錯排列的流體通道。
6.如權(quán)利要求4所述的管殼式換熱器，其特征在于，所述支撐件為折流板或三葉孔支撐板。
7.如權(quán)利要求1所述的管殼式換熱器，其特征在于，所述殼體包括殼體本體以及用于連接殼體本體和其它元件的連接段，所述殼體本體和所述連接段之間夾設(shè)有管板，所述傳熱管插設(shè)于所述管板上所設(shè)的開孔內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的管殼式換熱器，其特征在于，所述殼體本體上設(shè)有第一法蘭，所述連接段上設(shè)有第二法蘭，所述殼體本體和所述連接段通過所述第一法蘭、所述第二法蘭以及穿過所述第一法蘭和所述第二法蘭的螺栓連接在一起。
9.如權(quán)利要求7所述的管殼式換熱器，其特征在于，所述管板與所述殼體本體之間以及所述管板與所述連接段之間分別設(shè)置有環(huán)形的密封墊片。
10.如權(quán)利要求7所述的管殼式換熱器，其特征在于，所述殼體本體上設(shè)有殼側(cè)入口及疏水管嘴，所述連接段上設(shè)有管側(cè)入口、管側(cè)出口及排氣管嘴和疏水管嘴。
【文檔編號】F28D7/10GK203605764SQ201320668326
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】秦志強 申請人:中國廣核集團有限公司, 中科華核電技術(shù)研究院有限公司, 中廣核工程有限公司