專利名稱:波紋管式換熱器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種波紋管式換熱器，它包括分流室、筒體、折流板、換熱管、螺桿和回流室。所述筒體兩端筒口分別密封連接管座板，順筒體軸向安置的換熱管兩端分別貫穿管座板，換熱管的管口與管座板密封連接。在換熱管外壁上等間距套裝的折流板用螺桿串接成一體。所述分流室和回流室分別連接到筒體的兩端，構(gòu)成工作介質(zhì)和換熱介質(zhì)熱交換后分道流動結(jié)構(gòu)。本實用新型中的換熱管是一種波紋管結(jié)構(gòu)的直管道，該管的結(jié)構(gòu)特征是表面積大，換熱效率高，以及每節(jié)波紋軸向截面積不等，使得流經(jīng)的介質(zhì)不斷改變流向而形成湍流，湍流的介質(zhì)有沖刷管壁的功效，其結(jié)果是管程內(nèi)不易結(jié)垢。另一方面湍流攪動介質(zhì)邊界層，降低管壁熱阻，改善換熱條件。
【專利說明】波紋管式換熱器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種熱交換裝置，具體地講，本實用新型涉及一種換熱元件采用 波紋管制作的熱交換裝置，該裝置屬于管殼式換熱器【技術(shù)領(lǐng)域】的產(chǎn)品。

【背景技術(shù)】
[0002] 管殼式換熱器是一種傳統(tǒng)型熱交換裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、安全可靠、 適用范圍廣。正由于這些顯著特點的存在，當(dāng)代制造業(yè)應(yīng)用的熱交換裝置絕大多數(shù)是管殼 式換熱器。市售管殼式換熱器內(nèi)置的換熱管都是光壁直管，光壁的換熱管雖然結(jié)構(gòu)簡單、制 作容易，但換熱面積僅是自有表面積，導(dǎo)致?lián)Q熱效率有限，而且管程內(nèi)易結(jié)垢。這些客觀存 在的問題必然影響用戶配套使用效益，特別是管程結(jié)垢造成熱交換效率直線下降，此狀況 除增加能耗，還降低了生產(chǎn)工效。通常情況下?lián)Q熱管通徑較小，內(nèi)部清垢難度大，使得清垢 成本高，這些問題都是現(xiàn)有技術(shù)的管殼式換熱器有待解決的問題。近幾年來，本行業(yè)為了克 服管殼式換熱器內(nèi)置的換熱管易堵塞的問題，研制出螺紋管、肋管，以及在管內(nèi)加設(shè)擾流構(gòu) 件來改變介質(zhì)流向，促成介質(zhì)流成湍流狀，從而達到減少管程內(nèi)結(jié)垢的目的。這些研發(fā)成果 都取得了不同程度的效果，為減垢尋求到有效的解決方案。但是，這些成果至今沒有得到廣 泛的認(rèn)可，市場應(yīng)用量極少，其主要原因之一是螺紋管、肋管以及其它異形管加工難度大， 生產(chǎn)成本高，而且應(yīng)用后清垢更難。第二個原因是螺紋管、肋管等異形管內(nèi)壁有內(nèi)置物，造 成管道運行阻力大，折裝困難等現(xiàn)實問題。 實用新型內(nèi)容
[0003] 本實用新型主要針對現(xiàn)有技術(shù)的管殼式換熱器換熱效率不高，管程內(nèi)易結(jié)垢且難 清垢的問題，提出一種結(jié)構(gòu)簡單、制作容易、換熱效率高、單位體積小、管程不易結(jié)垢的波紋 管式換熱器。
[0004] 本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)技術(shù)目標(biāo)。
[0005] 波紋管式換熱器，它包括分流室、筒體、折流板、換熱管、螺桿和回流室。所述筒體 為臥姿式圓筒，兩端筒口分別密封連接管座板，順筒體軸向安置一族換熱管，每根換熱管的 兩端分別貫穿配套的管座板并作密封連接，在換熱管外壁上軸向等間距套裝的折流板用螺 桿串接成一體；所述分流室和回流室分別連接到筒體的兩端，構(gòu)成工作介質(zhì)和換熱介質(zhì)熱 交換后分道流動結(jié)構(gòu)。其改進之處在于：所述換熱管是一種波紋管結(jié)構(gòu)的直管道。
[0006] 作為進一步改進方案，所述換熱管的波紋為外凸圓弧狀，波紋段的波距為15mm? 30mm〇
[0007] 作為進一步改進方案，所述換熱管的波紋為連續(xù)狀。
[0008] 作為進一步改進方案，所述換熱管的波紋為斷續(xù)狀。
[0009] 作為進一步改進方案，所述換熱管兩端設(shè)有密封連接的管接頭，管接頭的壁厚比 波紋段的壁厚厚1mm?3mm〇
[0010] 作為進一步改進方案，所述換熱管用不銹鋼薄壁管制造。
[0011] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下積極效果：
[0012] 1、在口徑和長度相同條件下，波紋管比光壁直管換熱面積大，故換熱效率高；
[0013] 2、波紋管結(jié)構(gòu)的換熱管的每節(jié)波紋軸向截面積不等，使流經(jīng)的介質(zhì)不斷改變流向 而形成湍流，湍流的介質(zhì)不斷地沖刷管壁，此效應(yīng)一方面使管程內(nèi)不易結(jié)垢，另一方面湍流 攪到介質(zhì)邊界層，降低管壁熱阻，改善換熱條件；
[0014] 3、波紋管結(jié)構(gòu)的換熱管液阻小，介質(zhì)暢通性好。

【附圖說明】

[0015] 圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
[0016] 圖2是圖1左視圖。
[0017] 圖3是圖1中A處局部結(jié)構(gòu)放大示意圖，圖中展示換熱管的波紋為連續(xù)狀。
[0018] 圖4是圖1中換熱管結(jié)構(gòu)放大示意圖，圖中展示換熱管的波紋為斷續(xù)狀。
[0019] 圖5是圖1中換熱管結(jié)構(gòu)放大示意圖，圖中展示換熱管的波紋是分節(jié)連接的光壁 直管。

【具體實施方式】
[0020] 下面根據(jù)附圖并結(jié)合實施例，對本實用新型作進一步說明。
[0021] 圖1所示的波紋管換熱器，它包括分流室1、筒體2、折流板3、換熱管4、螺桿5和回 流室6。所述筒體2是主體構(gòu)件，它是一種臥姿式圓筒，兩端筒口分別密封連接管座板2. 1， 管座板2. 1端面上按換熱管4分布位置設(shè)有通孔。在筒體2內(nèi)腔安放一族換熱管4,如圖 3、圖4或圖5所示，每根換熱管4的兩端分別貫穿配套的管座板2. 1，在管座板2. 1外端面 上分別密封連接換熱管4。所述換熱管4兩端設(shè)有密封連接的管接頭4. 1，為了提高連接質(zhì) 量，管接頭4. 1的壁厚比波紋段的壁厚厚一些，本實施例管接頭4. 1壁厚2. 5mm，波紋段壁厚 1. 2_。為了提高換熱管4外壁的換熱效率，在換熱管4外壁上間隔套裝的折流板3用螺桿 5串連接成一體。所述分流室1和回流室6分別連接到筒體2的兩端，構(gòu)成工作介質(zhì)和換熱 介質(zhì)熱交換后分道流動結(jié)構(gòu)。所述換熱管4是換熱器中的核心部件，其換熱性能好壞直接 影響換熱器的換熱效率，本實用新型中的換熱管4是一種波紋管結(jié)構(gòu)的直管道，該管壁上 的波紋如圖3所示為連續(xù)狀，也可以制成如圖4或圖5所示的波紋斷續(xù)狀。此種結(jié)構(gòu)充分 利用波紋管軸向截面積不等值的特點，使得流通的介質(zhì)不斷改變流向，促成介質(zhì)呈湍流狀， 湍流的介質(zhì)不斷沖刷管壁，此效應(yīng)一方面使管程內(nèi)不易結(jié)垢，另一方攪動介質(zhì)邊界層，有效 降低管壁熱阻，直接改善換熱條件，其結(jié)果有利于提高換熱效率。在口徑和長度相同條件 下，波紋管結(jié)構(gòu)的換熱管與現(xiàn)有技術(shù)的光壁直管相比，因波紋外凸或內(nèi)凹，整個管壁表面積 顯著增大，即換熱面積大，同樣也有利于提高換熱效率。本實用新型中波紋管結(jié)構(gòu)的換熱管 4仍然是直管，管內(nèi)腔沒有異物，管壁光滑，無障礙的管道液阻小，有利于介質(zhì)暢通。再加上 管程內(nèi)不易結(jié)垢，減少清垢作業(yè)，可降低換熱器使用成本。
[0022] 下面通過實施例來進一步說本實用新型。
[0023] 本實施例為波紋管式換熱器，它用于石化企業(yè)作原料油換熱處理，對比例選用現(xiàn) 有技術(shù)的內(nèi)置光壁直管換熱器，兩者在同一生產(chǎn)現(xiàn)場作比較性試驗，盡管本實施例和對比 例選用的換熱器同屬管殼式換熱器，但兩者試驗結(jié)果區(qū)別很大。
[0024] 對比試驗基本條件：
[0025] 1、管程內(nèi)置原料油溫度為60°C?100°C，定性溫度80°C，管程流量5kg/s。
[0026] 2、殼程內(nèi)置飽和水蒸汽，本實施例要求飽和水蒸汽溫度為120°C，對比例要求飽和 水蒸汽溫度為140 °C。
[0027] 3、本實施例使用1臺65m2的波紋管式換熱器，對比例使用2臺65m2的光壁直管 換熱器。
[0028] 對比試驗結(jié)果如下表所示。
[0029] 對比試驗結(jié)果表
[0030]

【權(quán)利要求】
1. 一種波紋管式換熱器，它包括分流室（1)、筒體（2)、折流板（3)、換熱管（4)、螺桿 (5)和回流室（6);所述筒體（2)為臥姿圓筒，兩端筒口分別密封連接管座板（2. 1)，順筒體 (2)軸向安置一族換熱管（4)，每根換熱管（4)的兩端分別貫穿配套的管座板（2. 1)并作密 封連接，在換熱管（4)外壁上軸向等間距套裝的折流板（3)用螺桿（5)串接成一體；所述分 流室（1)和回流室（6)分別連接到筒體（2)的兩端，構(gòu)成工作介質(zhì)和換熱介質(zhì)熱交換后分道 流動結(jié)構(gòu)；其特征在于：所述換熱管（4)是一種波紋管結(jié)構(gòu)的直管道。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述波紋管式換熱器，其特征在于：所述換熱管（4)的波紋為外凸圓 弧狀，波紋段的波距為15mm?30mm〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述波紋管式換熱器，其特征在于：所述換熱管（4)的波紋為連續(xù) 狀。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述波紋管式換熱器，其特征在于：所述換熱管（4)的波紋為斷續(xù) 狀。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述波紋管式換熱器，其特征在于：所述換熱管（4)兩端設(shè)有密封連 接的管接頭（4. 1)，管接頭（4. 1)的壁厚比波紋段的壁厚厚Imm?3mm〇6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述波紋管式換熱器，其特征在于：所述換熱管（4)用不銹鋼薄壁管 制造。
【文檔編號】F28D7-16GK204268931SQ201420689761
【發(fā)明者】林桂蘭, 周小勇, 王曉燕, 謝小霞 [申請人]江蘇曙光壓力容器有限公司