專利名稱：新型高效換熱器的制作方法
技術領域：
[0001]本實用新型涉及一種熱交換設備，尤其是一種石化、化工、冶金和電力等行業中使 用的換熱器，具體地說是一種恒流速新型高效換熱器。
背景技術：
目前，在生產生活等許多領域，每天都在消耗大量能量。為使熱能得到有效利用， 減少傳遞過程中熱損失，提高設備熱效率，要盡可能使換熱器傳熱過程增強，效率提高；以 達到減少設備占用空間、減少設備制造的金屬消耗量、或節約燃料、多產蒸汽、或使流體迅 速升溫、冷卻、或實現低值余熱的充分回收等目的。增強傳熱措施主要有兩條，即加大傳熱 溫差和減少傳熱熱阻。受工藝、環境、材料等因素的限制，工業設備中的傳熱溫度一般是不 能隨意改變的。加大傳熱溫差還會增大不可逆損失，所以通過增加傳熱溫差來增強傳熱在 很多場合是不采用的。傳熱熱阻由多個串聯環節組成，減小熱阻最大環節的傳熱熱阻，對改 善傳熱系數效果最顯著。換熱器金屬材料導熱系數大，厚度小，熱阻較低。此外提高流速、增強擾動可以降 低傳熱熱阻。但流速大則機械能損失也大，所以增強流體擾動、減薄及破壞層流底層，成了 人們長期堅持不懈的主攻方向，如波紋管、槽道管、纏繞管、螺紋管、翅片管等，極大地減薄 及破壞了層流底層，傳熱系數比較高。換熱器在國民經濟特別是在石油、化工領域的使用量巨大。而現有的換熱器均為 單臺安裝，用途單一，無法根據負荷大小進行組合調節，造成占地面積大，資源浪費嚴重，生 產成本居高不下，與此同時現有的換熱器中安裝的換熱管形式單一，進口速度和出口速度 不一致，為了使進出口速度保持一致，則必須外加動力，對此尚無好的解決方法。
發明內容本實用新型的目的是針對現有的換熱器存在的負荷不可調，換熱管管徑一致造成 出口端流速低、換熱效率低的問題，設計一種恒流速熱負荷可調多段高效換熱器。本實用新型的技術方案是—種新型高效換熱器，它包括前管箱1、后管箱8和筒體3，筒體3上設有與其內部 相通的介質入口 7和介質出口 10，在筒體3中安裝有換熱管束5，筒體3的兩端各安裝有一 個支承換熱管束5的管板2，所述的兩個管板2分別與前管箱1和后管箱8相連，其特征是 組成換熱管束5中的換熱管4為多變徑管，多變徑管的前后管徑大小可互變，且靠近前管箱 1 一端的換熱管4的管徑大于靠近后管箱8 一端的管徑，所述換熱管4的一端與前管箱1相 通，另一端與后管箱8相通。所述的變徑換熱管4為整體錐管或由幾段不同直徑的圓柱管組成，不同直徑的圓 柱管之間通過錐管相連。所述的筒體3由二段以上組成，每個筒體3的兩端均安裝有管板2，相鄰筒體3之 間通過連接管箱12相連，每個筒體3上均設有相應的介質入口 7和介質出口 10，每個筒體3中均安裝有由變徑換熱管4組成的換熱管束。所述的筒體3由二段以上組成，每個筒體3的兩端均安裝有管板2，相鄰筒體3之 間通過連接管箱12相連，每個筒體3上均設有相應的介質入口 7和介質出口 10，每個筒體 3中均安裝有由換熱管4組成的換熱管束，不同筒體3中的換熱管4的管徑不同，且呈遞減 規律分布，即越靠近前管箱1一端的筒體3中的換熱管4的直徑越大。所述的換熱管4為波紋管、槽道管、纏繞管、螺紋管、翅片管或其組合。本實用新型的有益效果本實用新型實現了一臺換熱器可使用多種流體(介質)，換熱器可根據多種流體 (介質)的負荷設計進行調整，靈活性非常強，比普通列管類換熱器換熱效果好。換熱管可 采用內波外螺紋管、波紋管、槽道管、螺紋管、波節管及高熱通量管等結構，用以進行管程介 質強化傳熱，實現了管、殼程兩介質同步強化傳熱。本實用新型的換熱器采用可拆卸結構，可對換熱器進行更換，這樣不僅節約資源， 而且降低生產成本。本實用新型首次采用了多變徑換熱管，由于出口端管徑變小，使經過熱交換后的 流體仍能保持較高的流速通過換熱管，保證了熱交換效率的恒定不變，克服了傳統的換熱 器存在的出口端速度小需外加動力的弊端。本實用新型的熱流體可從前管箱進入，經過多個管束的管程和連通管箱和后管 箱，使熱流體從高溫降到低溫，被加熱的冷流體分別從介質入口進入多個換熱管束的殼程， 從介質出口出來，由于采用多個筒體，被加熱的冷流體可以是同一種冷流體，也可以是不同 的冷流體，實現了一機多用。本實用新型還可使冷流體從前管箱進入，經過多個管束的管程和連通管箱和后管 箱，使冷流體從低溫升到高溫，被冷卻的熱流體分別從介質入口進入多個管束的殼程再從 介質出口出來，被冷卻的熱流體可是同一種熱流體，也可以是不同的熱流體。實現了一機多用。本實用新型流程各部位相互獨立分散布置，設備體積小，便于拆卸，日常維護、檢 修方便。其中的任意一段換熱管束損坯后，可拆下進行檢修，而不影響設備的正常使用。
圖1是本實用新型的結構示意圖之一。圖2是本實用新型的變徑換熱管的示意圖。圖3是本實用新型的結構示意圖之二。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。實施例一。如圖1、2所示。一種恒流速、新型高效換熱器，它包括前管箱1、后管箱8和筒體3，筒體3上設有 與其內部相通的介質入口 7和介質出口 10以及排氣口 6、放凈口 11，介質入口 7和介質出 口 10成對安裝，可以為一對，也可為幾對，圖1中為兩對結構，如果從兩個介質入口 7進入筒體3的介質不同，也可在筒體3中增加隔板來實現不同介質在同一個筒體3中進行熱交 換。筒體3整體支承在鞍座9上，在筒體3中安裝有換熱管束5，筒體3的兩端各安裝有一 個支承換熱管束5的管板2，所述的兩個管板2分別與前管箱1和后管箱8相連，組成換熱 管束5中的換熱管4為變徑管，且靠近前管箱1 一端的換熱管4的管徑大于靠近后管箱8 一端的管徑，所述換熱管4的一端與前管箱1相通，另一端與后管箱8相通。具體實施時變 徑換熱管4為整體錐管，也可為圖2所示的由幾段不同直徑的圓柱管組成，不同直徑的圓柱 管之間通過錐管相連。由圖1可以看出，熱流體可從前管箱1進入，經過換熱管束5和后管箱8，使熱流體 從高溫降到低溫，被加熱的冷流體分別從介質入口 7進入換熱管束的殼程，從介質出口 10 出來。通過增加隔板可加熱不同的介質。本實施例還可使冷流體從前管箱1進入，經過換熱管束5的管程和后管箱8，使冷 流體從低溫升到高溫，被冷卻的熱流體分別從介質入口 7進入再從介質出口 10出來。 通過使用隔板或實現對不同介質的冷卻。實施例二。如圖2、3所示。本實施例與實施例一不同的是筒體3采用多個組合，如圖3所示，相當于將多個換 熱器組合在一起相互之間通過連接管箱12相連，每個筒體3上均設有相應的介質入口 7和 介質出口 10，每個筒體3中均安裝有由換熱管4組成的換熱管束5。每個筒體3中安裝的 換熱管4可全部或部分采用變徑管，變徑管可采用錐形管，也可采用圖2所示的變徑管。由 于筒體3由多個組成，因此也可將其中安裝的換熱管4設計成不同的管徑，越靠近前管箱1 的筒體3中的換熱管4的直徑越大(從前管箱進入的是熱流體，反之，直徑越小)。由圖3可見，本實用新型的熱流體可從前管箱1進入，經過多個管束5的管程和連 通管箱12和后管8，使熱流體從高溫降到低溫，被加熱的冷流體分別從介質入口 7進入多個 換熱管束5的殼程，從介質出口 10出來，由于采用多個筒體，被加熱的冷流體可以是同一種 冷流體，也可以是不同的冷流體，實現了一機多用。本實用新型還可使冷流體從前管箱1進入，經過多個管束5的管程和連通管箱12 和后管箱8，使冷流體從低溫升到高溫，被冷卻的熱流體分別從介質入口 7進入多個管束的 殼程再從介質出口 10出來，被冷卻的熱流體可是同一種熱流體，也可以是不同的熱流體。 實現了一機多用。為了提高換熱效率，實施例一、二中的換熱管4可采用波紋管、槽道管、纏繞管、螺 紋管、翅片管中的一種或其組合。本實用新型未涉及部分均與現有技術相同或可采用現有技術加以實現。
權利要求一種新型高效換熱器，它包括前管箱(1)、后管箱(8)和筒體(3)，筒體(3)上設有與其內部相通的介質入口(7)和介質出口(10)，在筒體(3)中安裝有換熱管束(5)，筒體(3)的兩端各安裝有一個支承換熱管束(5)的管板(2)，所述的兩個管板(2)分別與前管箱(1)和后管箱(8)相連，其特征是組成換熱管束(5)中的換熱管(4)為多變徑管，且靠近前管箱(1)一端的換熱管(4)的管徑大于靠近后管箱(8)一端的管徑，多變徑管的前后管徑大小可互變，所述換熱管(4)的一端與前管箱(1)相通，另一端與后管箱(8)相通。
2.根據權利要求1所述的新型高效換熱器，其特征是所述的變徑換熱管(4)為整體錐 管或由幾段不同直徑的圓柱管組成，不同直徑的圓柱管之間通過錐管相連。
3.根據權利要求1所述的新型高效換熱器，其特征是所述的筒體(3)由二段以上組成， 每個筒體(3)的兩端均安裝有管板(2)，相鄰筒體(3)之間通過連接管箱(12)相連，每個筒 體(3)上均設有相應的介質入口(7)和介質出口(10)，每個筒體(3)中均安裝有由變徑換 熱管(4)組成的換熱管束。
4.根據權利要求1所述的新型高效換熱器，其特征是所述的筒體(3)由二段以上組成， 每個筒體(3)的兩端均安裝有管板(2)，相鄰筒體(3)之間通過連接管箱(12)相連，每個 筒體(3)上均設有相應的介質入口(7)和介質出口(10)，每個筒體(3)中均安裝有由換熱 管(4)組成的換熱管束，不同筒體(3)中的換熱管(4)的管徑不同，且呈遞減或遞增規律分 布，即越靠近前管箱(1) 一端的筒體(3)中的換熱管(4)的直徑越大或越小。
5.根據權利要求1所述的新型高效換熱器，其特征是所述的換熱管(4)為波紋管、槽道 管、纏繞管、螺紋管、翅片管或其組合。
專利摘要一種新型高效換熱器，它包括前管箱(1)、后管箱(8)和筒體(3)，筒體(3)上設有與其內部相通的介質入口(7)和介質出口(10)，在筒體(3)中安裝有換熱管束(5)，筒體(3)的兩端各安裝有一個支承換熱管束(5)的管板(2)，所述的兩個管板(2)分別與前管箱(1)和后管箱(8)相連，其特征是組成換熱管束(5)中的換熱管(4)為多變徑管，且靠近前管箱(1)一端的換熱管(4)的管徑大于靠近后管箱(8)一端的管徑，多變徑管的前后管徑大小可互變，所述換熱管(4)的一端與前管箱(1)相通，另一端與后管箱(8)相通。本實用新型具有熱負荷可調，同時適合多種介質，結構簡單，維修更換方便，換熱效率高的特點。
文檔編號F28F1/00GK201772789SQ20102023418
公開日2011年3月23日 申請日期2010年6月22日 優先權日2010年6月22日
發明者劉世平, 劉豐, 郭宏新, 馬明 申請人:江蘇中圣高科技產業有限公司