波紋管式換熱器的制造方法
【專利摘要】本發明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，構成工作介質和換熱介質熱交換后分道流動結構。本發明中的換熱管是一種波紋管結構的直管道，該管的結構特征是表面積大，換熱效率高，以及每節波紋軸向截面積不等，使得流經的介質不斷改變流向而形成湍流，湍流的介質有沖刷管壁的功效，其結果是管程內不易結垢。另一方面湍流攪動介質邊界層，降低管壁熱阻，改善換熱條件。
【專利說明】波紋管式換熱器
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種熱交換裝置，具體地講，本發明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【技術領域】的產品。
【背景技術】
[0002] 管殼式換熱器是一種傳統型熱交換裝置，該裝置結構簡單、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，當代制造業應用的熱交換裝置絕大多數是管殼 式換熱器。市售管殼式換熱器內置的換熱管都是光壁直管，光壁的換熱管雖然結構簡單、制 作容易，但換熱面積僅是自有表面積，導致換熱效率有限，而且管程內易結垢。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，還降低了生產工效。通常情況下換熱管通徑較小，內部清垢難度大，使得清垢 成本高，這些問題都是現有技術的管殼式換熱器有待解決的問題。近幾年來，本行業為了克 服管殼式換熱器內置的換熱管易堵塞的問題，研制出螺紋管、肋管，以及在管內加設擾流構 件來改變介質流向，促成介質流成湍流狀，從而達到減少管程內結垢的目的。這些研發成果 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 泛的認可，市場應用量極少，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， 生產成本高，而且應用后清垢更難。第二個原因是螺紋管、肋管等異形管內壁有內置物，造 成管道運行阻力大，折裝困難等現實問題。
【發明內容】
[0003] 本發明主要針對現有技術的管殼式換熱器換熱效率不高，管程內易結垢且難清垢 的問題，提出一種結構簡單、制作容易、換熱效率高、單位體積小、管程不易結垢的波紋管式 換熱器。
[0004] 本發明通過下述技術方案實現技術目標。
[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，順筒體軸向安置的一族換熱管，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，構成工作介質和換熱介質 熱交換后分道流動結構。其改進之處在于：所述換熱管是一種波紋管結構的直管道。
[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15_? 30mm〇
[0007] 作為進一步改進方案，所述換熱管的波紋為連續狀。
[0008] 作為進一步改進方案，所述換熱管的波紋為斷續狀。
[0009] 作為進一步改進方案，所述換熱管兩端設有密封連接的管接頭，管接頭的壁厚比 波紋段的壁厚厚Imm?3mm。
[0010] 作為進一步改進方案，所述換熱管用不銹鋼薄壁管制造。 toon] 本發明與現有技術相比，具有以下積極效果： 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； 2、 波紋管結構的換熱管的每節波紋軸向截面積不等，使流經的介質不斷改變流向而形 成湍流，湍流的介質不斷地沖刷管壁，此效應一方面使管程內不易結垢，另一方面湍流攪到 介質邊界層，降低管壁熱阻，改善換熱條件； 3、 波紋管結構的換熱管液阻小，介質暢通性好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1是本發明結構剖面示意圖。
[0013] 圖2是圖1左視圖。
[0014] 圖3是圖1中A處局部結構放大示意圖，圖中展示換熱管的波紋為連續狀。
[0015] 圖4是圖1中換熱管結構放大示意圖，圖中展示換熱管的波紋為斷續狀。
[0016] 圖5是圖1中換熱管結構放大示意圖，圖中展示換熱管的波紋是分節連接的光壁 直管。
【具體實施方式】
[0017] 下面根據附圖并結合實施例，對本發明作進一步說明。
[0018] 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分布位置設有通孔。在筒體2內腔安放一族換熱管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4兩端設有密封連接的管接頭4. 1，為了提高連接質 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 I. 2mm。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，構成工作介質和換熱 介質熱交換后分道流動結構。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，本發明中的換熱管4是一種波紋管結構的直管道，該管壁上的波 紋如圖3所示為連續狀，也可以制成如圖4或圖5所示的波紋斷續狀。此種結構充分利用 波紋管軸向截面積不等值的特點，使得流通的介質不斷改變流向，促成介質呈湍流狀，湍流 的介質不斷沖刷管壁，此效應一方面使管程內不易結垢，另一方攪動介質邊界層，有效降低 管壁熱阻，直接改善換熱條件，其結果有利于提高換熱效率。在口徑和長度相同條件下，波 紋管結構的換熱管與現有技術的光壁直管相比，因波紋外凸或內凹，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。本發明中波紋管結構的換熱管4仍然是 直管，管內腔沒有異物，管壁光滑，無障礙的管道液阻小，有利于介質暢通。再加上管程內不 易結垢，減少清垢作業，可降低換熱器使用成本。
[0019] 下面通過實施例來進一步說本發明。
[0020] 本實施例為波紋管式換熱器，它用于石化企業作原料油換熱處理，對比例選用現 有技術的內置光壁直管換熱器，兩者在同一生產現場作比較性試驗，盡管本實施例和對比 例選用的換熱器同屬管殼式換熱器，但兩者試驗結果區別很大。
[0021] 對比試驗基本條件： 1、管程內置原料油溫度為60°c?100°C，定性溫度80°C，管程流量5kg/s。
[0022] 2、殼程內置飽和水蒸汽，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。
[0023] 3、本實施例使用1臺65 m2的波紋管式換熱器，對比例使用2臺65 m2的光壁直管 換熱器。
[0024] 對比試驗結果如下表所示。
[0025] 對比試驗結果表
【權利要求】
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)軸向安置的一族換熱管（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，構成工作介質和換熱介質熱交換后分 道流動結構；其特征在于：所述換熱管（4)是一種波紋管結構的直管道。
2. 根據權利要求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。
3. 根據權利要求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 狀。
4. 根據權利要求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 狀。
5. 根據權利要求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1mm?3mm。
6. 根據權利要求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】F28D7/16GK104374220SQ201410655861
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月18日 優先權日:2014年11月18日
【發明者】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