列管式環(huán)形通道大通量微通道換熱器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了列管式環(huán)形通道大通量微通道換熱器，該換熱器通過套管（3）套裝在列管（2）內(nèi)，套管（3）與列管（2）之間形成環(huán)形間隙，環(huán)形間隙間距為0.05～5mm，以0.2～1mm為優(yōu)。本實用新型采用列管式環(huán)形通道設(shè)計，使得該換熱器微通道的截面積和比表面積非常大，液體的傳熱系數(shù)可達105W/(m2·K)以上，解決目前常規(guī)換熱器傳熱效果差的難題，同時實現(xiàn)了大通量。
【專利說明】列管式環(huán)形通道大通量微通道換熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及微通道換熱器，具體涉及一種列管式環(huán)形通道大通量微通道換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)生產(chǎn)中實現(xiàn)兩種物料之間熱量傳遞的設(shè)備統(tǒng)稱為換熱器。換熱器在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用非常廣，是在石油化工、冶金、電力、輕工、食品等行業(yè)普遍應(yīng)用的一種通用工藝設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計，在煉油、化工裝置中換熱器占總設(shè)備數(shù)量的40%左右，占總投資的30%?45%，而海水淡化工藝裝置幾乎全部是由換熱器組成的。
[0003]上個世紀70年代初發(fā)生的世界性的能源危機，有力地促進了強化傳熱技術(shù)的發(fā)展。但是，經(jīng)過多年的不斷改進和發(fā)展，目前常規(guī)換熱器中，傳熱效果比較好的管殼式換熱器其最大換熱效率也只達到了 14000w/(m2.k)。為了節(jié)能降耗，提高工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，如何提高換熱器的緊湊度，以達到在單位體積上傳遞更多的熱量，一直以來仍然是換熱器研究和發(fā)展應(yīng)用的目標。
[0004]微通道換熱器是一類新型的換熱設(shè)備，其特征是通道當量直徑在微米級。由于其通道特征尺度微小，使其具有很高的傳熱能力和很大的傳熱面積/體積比，據(jù)報道，液體的傳熱系數(shù)可達IO5W/(m2.K)。因此，微通道換熱器的出現(xiàn)，解決了常規(guī)換熱器傳熱效果差的難題。但是，微通道換熱器由于其通道特征尺度微小，物料通量也小，對于在大規(guī)模物料需要進行熱交換的石油化工等領(lǐng)域的應(yīng)用一直是個瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于:提供一種列管式環(huán)形通道大通量微通道換熱器，解決目前常規(guī)換熱器傳熱效果差以及現(xiàn)有微通道換熱器物料通量小的難題。
[0006]本實用新型的技術(shù)解決方案是:該列管式環(huán)形通道大通量微通道換熱器包括筒體、列管、套管、一號管板、一號法蘭、一號支撐花板、一號封頭、折流板、二號封頭、二號支撐花板、二號法蘭、二號管板、彈簧、支撐板和螺釘，一號管板和二號管板焊接在筒體內(nèi)，支撐板也焊接在筒體內(nèi)，筒體內(nèi)還帶有折流板，筒體上設(shè)有換熱介質(zhì)進口和換熱介質(zhì)出口，列管套裝在筒體內(nèi)，列管的一端焊接在一號管板上，列管的另一端焊接在二號管板上，一號支撐花板和二號支撐花板通過螺釘固定在支撐板上，套管套裝在列管內(nèi)，套管的兩端做成封閉的圓錐體，分別固定在一號支撐花板和二號支撐花板相應(yīng)的開孔內(nèi)，彈簧放置于一號支撐花板和螺釘之間，筒體的一端通過一號法蘭與一號封頭連接，一號封頭上設(shè)有物料出口，筒體的另一端通過二號法蘭與二號封頭連接，二號封頭上設(shè)有物料進口，整體構(gòu)成了列管式環(huán)形通道大通量微通道換熱器。
[0007]本實用新型的套管套裝在列管內(nèi)，套管與列管之間形成環(huán)形間隙，環(huán)形間隙間距為0.05?5mm,以0.2?Imm為優(yōu)，形成環(huán)形微通道。
[0008]本實用新型的列管的數(shù)量為2?10000根，根據(jù)生產(chǎn)要求以100?1000根為優(yōu)，列管的直徑dl為5?108mm,以18?57_為優(yōu)，列管的長度L為500?12000mm,以1000?3000mm 為優(yōu)。
[0009]本實用新型的一號支撐花板和二號支撐花板上的開孔數(shù)量都大于列管的數(shù)量，與列管數(shù)量相等的開孔與一號管板和二號管板上的開孔同心同軸。
[0010]本實用新型的一號支撐花板和二號支撐花板的孔徑d3小于套管的直徑d2。
[0011]本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0012](I)采用列管式環(huán)形通道設(shè)計，使得該換熱器微通道的截面積非常大，當進料壓力為0.3Mpa、微通道環(huán)隙間距為0.6mm時，單管單環(huán)形微通道物料的通量可達到1080 m3/年；當微通道環(huán)隙間距為Imm時，該單管微通道物料的通量可達到9000 m3/年；如果制造一臺直徑為600_的該種換熱器，列管數(shù)量約為100根，當環(huán)隙為0.6_時，換熱器的物料年通量就可輕松達到10萬噸級，徹底解決了微通道換熱器如何實現(xiàn)大通量這一世界性難題。
[0013](2)該換熱器比表面積非常大，當列管直徑在25?27mm、環(huán)隙為0.5?Imm時，比表面積可達到2，041?4，082m2/m3 ;而當環(huán)隙為0.2mm時，其換熱器比表面積可達到10，616m2/m3，液體的傳熱系數(shù)可達IO5W/(m2.K)以上。
[0014](3)本實用新型適合各種金屬和非金屬材料制作，尤其以不銹鋼為優(yōu)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)主視示意圖。
[0016]圖2為本實用新型A-A剖視示意圖。
[0017]圖3為本實用新型微通道結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0018]圖中:1筒體、2列管、3套管、4 一號管板、5—號法蘭、6 —號支撐花板、7—號封頭、8折流板、9 二號封頭、10 二號支撐花板、11 二號法蘭、12 二號管板、13彈簧、14支撐板、15螺釘。
【具體實施方式】
[0019]如圖1-3所示，該列管式環(huán)形通道微通道換熱器包括筒體1、列管2、套管3、一號管板4、一號法蘭5、一號支撐花板6、一號封頭7、折流板8、二號封頭9、二號支撐花板10、二號法蘭11、二號管板12、彈簧13、支撐板14和螺釘15，一號管板4和二號管板12焊接在筒體I內(nèi)，支撐板14也焊接在筒體I內(nèi)，筒體I內(nèi)還帶有折流板8，筒體I上設(shè)有換熱介質(zhì)進口和換熱介質(zhì)出口，列管2套裝在筒體I內(nèi)，列管2的一端焊接在一號管板4上，列管2的另一端焊接在二號管板12上，一號支撐花板6和二號支撐花板10通過螺釘15固定在支撐板14上，套管3套裝在列管2內(nèi)，套管3的兩端做成封閉的圓錐體，分別固定在一號支撐花板6和二號支撐花板10相應(yīng)的開孔內(nèi)，彈簧13放置于一號支撐花板6和螺釘15之間,筒體I的一端通過一號法蘭5與一號封頭7連接，一號封頭7上設(shè)有物料出口，筒體I的另一端通過二號法蘭11與二號封頭9連接，二號封頭9上設(shè)有物料進口，整體構(gòu)成了列管式環(huán)形通道大通量微通道換熱器。
[0020]本實用新型的套管套裝在列管內(nèi)，套管與列管之間形成環(huán)形間隙，環(huán)形間隙間距為0.05?5mm,以0.2?Imm為優(yōu)，形成環(huán)形微通道。
[0021]本實用新型的列管的數(shù)量為2?10000根，根據(jù)產(chǎn)能要求以100?1000根為優(yōu)，列管的直徑dl為5?108mm,以18?57_為優(yōu)，列管的長度L為500?12000mm,以1000?3000mm 為優(yōu)。
[0022]本實用新型的一號支撐花板6和二號支撐花板10上的開孔數(shù)量都大于列管2的數(shù)量，與列管2數(shù)量相等的開孔與一號管板4和二號管板12上的開孔同心同軸。
[0023]本實用新型的一號支撐花板6和二號支撐花板10的孔徑(13小于套管3的直徑d2。
[0024]安裝時，保證列管2、套管3同心同軸；使用時，物料從二號封頭9上的物料進口進入換熱器的環(huán)形微通道，與列管2與筒體I之間的換熱介質(zhì)進行熱交換，然后從一號封頭7上的物料出口流出。
【權(quán)利要求】
1.列管式環(huán)形通道大通量微通道換熱器，其特征是:該換熱器包括筒體(I)、列管(2)、套管(3)、一號管板(4)、一號法蘭(5)、一號支撐花板(6)、一號封頭(7)、折流板(8)、二號封頭(9)、二號支撐花板(10)、二號法蘭(11)、二號管板(12)、彈簧(13)、支撐板(14)和螺釘(15)，一號管板(4)和二號管板(12)焊接在筒體(I)內(nèi)，支撐板(14)也焊接在筒體(I)內(nèi)，筒體(I)內(nèi)還帶有折流板(8)，筒體(I)上設(shè)有換熱介質(zhì)進口和換熱介質(zhì)出口，列管(2)套裝在筒體(I)內(nèi)，列管(2)的一端焊接在一號管板(4)上，列管(2)的另一端焊接在二號管板(12)上,一號支撐花板(6)和二號支撐花板(10)通過螺釘(15)固定在支撐板(14)上，套管(3)套裝在列管(2)內(nèi)，套管(3)的兩端做成封閉的圓錐體，分別固定在一號支撐花板(6)和二號支撐花板(10)相應(yīng)的開孔內(nèi)，彈簧(13)放置于一號支撐花板(6)和螺釘(15)之間，筒體(I)的一端通過一號法蘭(5)與一號封頭(7)連接，一號封頭(7)上設(shè)有物料出口，筒體(I)的另一端通過二號法蘭(11)與二號封頭(9)連接，二號封頭(9)上設(shè)有物料進口，整體構(gòu)成了列管式環(huán)形通道大通量微通道換熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列管式環(huán)形通道大通量微通道換熱器，其特征是:套管(3)套裝在列管(2)內(nèi)，套管(3)與列管(2)之間形成環(huán)形間隙，環(huán)形間隙間距為0.05?5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的列管式環(huán)形通道大通量微通道換熱器，其特征是:環(huán)形間隙間距為0.2?I臟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列管式環(huán)形通道大通量微通道換熱器，其特征是:列管(2)的數(shù)量為2?10000根，列管(2)的直徑Cl1為5?108mm，列管(2)的長度L為500?12000mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的列管式環(huán)形通道大通量微通道換熱器，其特征是:列管(2)的數(shù)量為100?1000根，列管(2)的直徑Cl1為18?57mm，列管(2)的長度L為1000?3000mmo
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列管式環(huán)形通道大通量微通道換熱器，其特征是:一號支撐花板(6)和二號支撐花板(10)的孔徑d3小于套管(3)的直徑d2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列管式環(huán)形通道大通量微通道換熱器，其特征是:一號支撐花板(6)和二號支撐花板(10)上的開孔數(shù)量都大于列管(2)的數(shù)量，與列管(2)數(shù)量相等的開孔與一號管板(4)和二號管板(12)上的開孔同心同軸。
【文檔編號】F28F9/12GK203704732SQ201420052845
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】石祖嘉 申請人:石祖嘉