換熱管以及具有該換熱管的管板式換熱器的制造方法
【專利摘要】本申請公開了一種換熱管，其具有扁平形狀的橫截面，并且其外表面上形成有布置在沿換熱管軸向的不同位置上的至少兩個翅片，所述翅片的延伸方向大致垂直于換熱管的軸向。所述換熱管可以進一步包括形成在其內(nèi)部的擾流突起。本申請還公開了一種具有上述換熱管的管板式換熱器。通過設(shè)置翅片和/或擾流突起，在提高換熱效率的同時提高了扁平形換熱管的機械強度及其承壓能力。
【專利說明】
換熱管以及具有該換熱管的管板式換熱器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型總體上涉及管板式換熱器，具體地涉及用于石化、電力等行業(yè)加熱爐煙氣余熱回收的管板式換熱器以及可應(yīng)用于該管板式換熱器的換熱管。
【背景技術(shù)】
[0002]管板式換熱器相對于傳統(tǒng)的管式換熱器、板式換熱器、熱管換熱器，在提高換熱效率、減小預(yù)熱器體積及重量、模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計便于后期維護運行的基礎(chǔ)上，降低了冷介質(zhì)(例如空氣)在熱介質(zhì)(例如煙氣)側(cè)的泄漏，既提高了加熱爐的熱效率，又減少了對環(huán)境的污染。
[0003]然而，現(xiàn)有的管板式換熱器并非完全滿足使用需要。人們還希望進一步提高管板式換熱器的換熱效率，以及進一步改善其耐高壓性能。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種管板式換熱器以及可應(yīng)用于該換熱器的換熱管，其至少進一步提尚了換熱效率。
[0005]根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種換熱管，其具有扁平形狀的橫截面，并且其外表面上形成有布置在沿換熱管軸向的不同位置上的至少兩個翅片，所述翅片的延伸方向大致垂直于換熱管的軸向。
[0006]—些實施例中，所述扁平形狀的橫截面的縱橫比大于或等于3:1。
[0007]優(yōu)選地，所述翅片為圍繞所述換熱管的環(huán)形平板翅片。
[0008]優(yōu)選地，所述翅片僅形成在所述換熱管的與所述扁平形狀的橫截面的寬邊對應(yīng)的側(cè)表面上。
[0009]優(yōu)選地，所述翅片的延伸方向相對于換熱管的軸向偏轉(zhuǎn)一角度，該角度約為88°?85。。
[0010]優(yōu)選地，所述換熱管具有形成于內(nèi)部的擾流突起。更優(yōu)選地，所述擾流突起為沿換熱管軸向延伸的擾流突片。
[0011 ]根據(jù)本實用新型的另一個方面，提供了一種管板式換熱器，其包括:殼體，具有相對設(shè)置的第一安裝板和第二安裝板，所述第一和第二安裝板上分別形成有對應(yīng)設(shè)置的多個第一安裝通孔和多個第二安裝通孔;和多個換熱管，每一個換熱管的一端密封連接至所述第一安裝板上的第一安裝通孔，另一端密封連接至所述第二安裝板上的第二安裝通孔，使得所述多個換熱管在第一和第二安裝板之間呈陣列布置，其中，所述多個換熱管中的至少一個換熱管具有扁平形狀的橫截面，并且其外表面上形成有布置在沿換熱管軸向的不同位置上的至少兩個翅片，所述翅片的延伸方向大致垂直于換熱管的軸向。
[0012]—些實施例中，所述至少一個換熱管的橫截面的縱橫比大于或等于3:1。
[0013]優(yōu)選地，所述翅片為圍繞所述至少一個換熱管的環(huán)形平板翅片。
[0014]優(yōu)選地，所述翅片僅形成在所述至少一個換熱管的與所述扁平形狀的橫截面的寬邊對應(yīng)的側(cè)表面上。
[0015]優(yōu)選地，所述翅片的延伸方向相對于換熱管的軸向偏轉(zhuǎn)一角度，該角度在88°?85°之間。
[0016]優(yōu)選地，所述多個換熱管中的至少一個具有形成于內(nèi)部的擾流突起。更優(yōu)選地，所述擾流突起為沿換熱管軸向延伸的擾流突片。
[0017]優(yōu)選地，所述殼體還包括第一通道板和第二通道板，所述第一和第二通道板設(shè)置為彼此相對且與所述至少一個換熱管的扁平形狀的橫截面的寬邊平行，并且所述第一通道板和第二通道板分別形成有流體入口和流體出口。
[0018]根據(jù)本實用新型，通過在換熱管外表面上的翅片和/或在換熱管內(nèi)部設(shè)置擾流突起，加強了流體介質(zhì)在流經(jīng)換熱器/換熱管時擾動，從而提高了換熱效率。
[0019]此外，隨著換熱管扁平形狀橫截面的縱橫比增大，換熱管的強度及承壓能力大幅下降。因此，根據(jù)本實用新型，通過設(shè)置翅片和/或擾流突起，將大大提高扁平形狀的換熱管的強度和承壓能力。這對于用于高壓工作場所，尤其是對于氣液(液體高壓)換熱的情況，是非常有利的。
【附圖說明】

[0020]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0021]圖1是可應(yīng)用于管板式換熱器的、根據(jù)本實用新型實施例的換熱管的側(cè)視圖；
[0022]圖2示出圖1的換熱管在位置A-A處截取的橫截面的一個示例；
[0023]圖3示出所述橫截面的另一示例；
[0024]圖4示出根據(jù)另一實施例的換熱管的橫截面；
[0025]圖5為根據(jù)所述另一實施例的一種變型的換熱管的俯視圖圖；
[0026]圖6示出根據(jù)又一實施例的、內(nèi)表面形成有擾流突起的換熱管；
[0027]圖7是根據(jù)本實用新型實施例的管板式換熱器的主視圖；
[0028]圖8是圖7所示管板式換熱器的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和實施例對本申請作進一步的詳細說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對該發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與發(fā)明相關(guān)的部分。
[0030]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本申請。
[0031]圖1和圖2示出了根據(jù)本實用新型一實施例的、可應(yīng)用于管板式換熱器的換熱管10A，其中，圖1是換熱管1A的側(cè)視圖；圖2示出了換熱管1A的橫截面的一個示例。圖3示出所述橫截面的另一示例。
[0032]如圖1所示，換熱管1A具有管體11和形成在管體11的外表面上的若干個翅片12A。參見圖2和圖3，換熱管1A具有扁平形狀的橫截面。本實用新型尤其適用于橫截面縱橫比大于或等于5:1的換熱管。在圖2所示示例中，管體11具有的橫截面為直角矩形。但是本實用新型并不限于此，換熱管1A可以具有任何其他適合的扁平橫截面。例如，如圖3所示的示例中，橫截面可以為具有圓角的近似矩形形狀。
[0033]本實施例中，翅片12A布置在沿換熱管1A軸向Z的不同位置上，并且翅片12A的延伸方向垂直于換熱管1A的軸向Z。如圖2和圖3所示，翅片12A形成為圍繞換熱管1A的環(huán)形平板翅片。
[0034]圖4示出了本實用新型另一實施例的換熱管1B的橫截面。換熱管1B具有與換熱管1A基本相同的結(jié)構(gòu)，不同之處在于:翅片12B僅形成在換熱管1B的與橫截面的寬邊對應(yīng)的側(cè)表面上，如圖4中所示。盡管圖中示出翅片12B形成在跨越所述側(cè)表面的整個寬度上，但是本實施例并不限于此，而是翅片12B可以形成在所述側(cè)表面的部分寬度上，多個翅片12B可以間隔地布置在所述側(cè)表面的寬度上。在一些情況下，例如在翅片通過插接方式安裝到管體11上的情況下，根據(jù)本實施例構(gòu)造的換熱管1B可以更加方便地制造。
[0035]圖5不出了根據(jù)圖4所不實施例的一種變型的換熱管10C。如圖所不，換熱管1C的翅片12C并不完全垂直于換熱管的軸向Z，而是與之偏離，例如翅片12C的延伸方向相對于換熱管的軸向Z偏轉(zhuǎn)一角度，所述角度例如約為88°?85°。多個翅片12C可以形成為具有不同的偏離方向或角度。該偏離垂直方向的翅片12C可以一定程度地起到擾流的作用，進一步幫助提尚換熱效率。
[0036]上述實施例及其變型中，本實用新型應(yīng)用于具有扁平形狀橫截面的換熱管，特別是扁平形狀的縱橫比大于3:1的換熱管。隨著換熱管的扁平形狀橫截面的縱橫比增大，換熱管的機械強度降低。根據(jù)本實用新型的實施例，通過在換熱管上增加翅片，在提高換熱效率的同時提高了換熱管的機械強度，改善了其承壓能力。
[0037]圖6示出根據(jù)本實用新型又一實施例的換熱管10D。換熱管1D的管體11也具有扁平形狀的橫截面。如圖所示，換熱管1D的內(nèi)表面上形成有擾流突起14。盡管未示出，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，該擾流突起14可以是凸臺、突片或任何其他合適的形狀。在一個優(yōu)選的示例中，該擾流突起14形成為大致沿著所述換熱管1D的軸向Z延伸的擾流片。
[0038]優(yōu)選地，換熱管1D可以同時具有如上所述的翅片。特別是，在一個優(yōu)選示例中，換熱管1D具有大致沿垂直于換熱管軸向Z的方向延伸的翅片，并具有大致沿換熱管軸向Z延伸的內(nèi)部的擾流突片，使得換熱管1D在兩個方向上得到強度加強，大大地提高換熱管的承壓能力。
[0039]根據(jù)圖6所示實施例，本實用新型應(yīng)用于具有扁平形狀橫截面的換熱管(特別是扁平形狀的縱橫比大于5:1的換熱管)，通過在換熱管的內(nèi)部增加擾流突起，在提高換熱效率的同時提高了換熱管的機械強度，改善了其承壓能力。
[0040]以下參照圖7和8，介紹根據(jù)本實用新型實施例的、應(yīng)用了上述換熱管的管板式換熱器100。其中，圖7是管板式換熱器100的主視圖；圖8是其側(cè)視圖。
[0041 ]如圖所示，管板式換熱器100包括殼體20、和安裝在殼體20內(nèi)的多個換熱管10。具體而言，殼體20具有相對設(shè)置的第一安裝板21和第二安裝板22(見圖2);第一和第二安裝板21、22上分別形成有多個第一安裝通孔和多個第二安裝通孔;每個換熱管10的一端密封連接至相應(yīng)的第一安裝通孔中，另一端密封連接至相應(yīng)的第二安裝通孔中。這樣，如圖7和圖8所示，多個換熱管10在第一和第二安裝板之間形成陣列布置。通過管板式換熱器100進行換熱的第一種流體介質(zhì)流經(jīng)換熱管10。
[0042]殼體20可以是長方體結(jié)構(gòu)的。殼體20還可以包括彼此相對且布置在換熱管10側(cè)面的第一通道板23和第二通道板24;第一通道板23和第二通道板24分別形成有流體入口和流體出口(未示出)。通過管板式換熱器100進行換熱的第二種流體介質(zhì)流經(jīng)從所述流體入口進入，流經(jīng)換熱管10之間的間隙，并從所述流體出口離開管板式換熱器100。
[0043]所述多個換熱管10中的至少一個換熱管10采用以上參照圖1至圖6描述的根據(jù)本實用新型實施例的換熱管1A?10D。
[0044]在優(yōu)選的示例中，所述管板式換熱器100中的所有換熱管均為根據(jù)本實用新型實施例的換熱管。
[0045]以上描述僅為本申請的較佳實施例以及對所運用技術(shù)原理的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，本申請中所涉及的發(fā)明范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時也應(yīng)涵蓋在不脫離所述發(fā)明構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進行互相替換而形成的技術(shù)方案。
【主權(quán)項】
1.一種換熱管，其特征在于，所述換熱管具有扁平形狀的橫截面，并且其外表面上形成有布置在沿換熱管軸向的不同位置上的至少兩個翅片，所述翅片的延伸方向大致垂直于換熱管的軸向。2.如權(quán)利要求1所述的換熱管，其特征在于，所述扁平形狀的橫截面的縱橫比大于或等于3:1。3.如權(quán)利要求1所述的換熱管，其特征在于，所述翅片為圍繞所述換熱管的環(huán)形平板翅片。4.如權(quán)利要求1或2所述的換熱管，其特征在于，所述翅片僅形成在所述換熱管的與所述扁平形狀的橫截面的寬邊對應(yīng)的側(cè)表面上。5.如權(quán)利要求4所述的換熱管，其特征在于，所述翅片的延伸方向相對于換熱管的軸向偏轉(zhuǎn)一角度，該角度約為88°?85°。6.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的換熱管，其特征在于，所述換熱管具有形成于內(nèi)部的擾流突起。7.如權(quán)利要求6所述的換熱管，其特征在于，所述擾流突起為沿換熱管軸向延伸的擾流關(guān)片O8.一種管板式換熱器，包括: 殼體，具有相對設(shè)置的第一安裝板和第二安裝板，所述第一和第二安裝板上分別形成有對應(yīng)設(shè)置的多個第一安裝通孔和多個第二安裝通孔;和 多個換熱管，每一個換熱管的一端密封連接至所述第一安裝板上的第一安裝通孔，另一端密封連接至所述第二安裝板上的第二安裝通孔，使得所述多個換熱管在第一和第二安裝板之間呈陣列布置， 其特征在于，所述多個換熱管中的至少一個換熱管具有扁平形狀的橫截面，并且其外表面上形成有布置在沿換熱管軸向的不同位置上的至少兩個翅片，所述翅片的延伸方向大致垂直于換熱管的軸向。9.如權(quán)利要求8所述的管板式換熱器，其特征在于，所述至少一個換熱管的橫截面的縱橫比大于或等于3:1。10.如權(quán)利要求8所述的管板式換熱器，其特征在于，所述翅片為圍繞所述至少一個換熱管的環(huán)形平板翅片。11.如權(quán)利要求8或9所述的管板式換熱器，其特征在于，所述翅片僅形成在所述至少一個換熱管的與所述扁平形狀的橫截面的寬邊對應(yīng)的側(cè)表面上。12.如權(quán)利要求11所述的管板式換熱器，其特征在于，所述翅片的延伸方向相對于換熱管的軸向偏轉(zhuǎn)一角度，該角度約為88°?85°。13.如權(quán)利要求8-10中任一項所述的管板式換熱器，其特征在于，所述多個換熱管中的至少一個具有形成于內(nèi)部的擾流突起。14.如權(quán)利要求13所述的管板式換熱器，其特征在于，所述擾流突起為沿換熱管軸向延伸的擾流關(guān)片。15.如權(quán)利要求8-10中任一項所述的管板式換熱器，其特征在于，所述殼體還包括第一通道板和第二通道板，所述第一和第二通道板設(shè)置為彼此相對且與所述至少一個換熱管的扁平形狀的橫截面的寬邊平行，并且所述第一通道板和第二通道板分別形成有流體入口和 流體出口。
【文檔編號】F28F1/42GK205718628SQ201620661035
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】程向鋒, 李建偉
【申請人】洛陽明遠石化技術(shù)有限公司