雙股流混合管束管殼式換熱器的制造方法
【專利摘要】本發明公開一種雙股流混合管束管殼式換熱器，包括殼體、管板、法蘭、封頭、圓筒形隔板、螺旋管、螺旋肋條直管、普通直管、殼程進出口管、螺旋管管程進出口管、直管管程進出口管和耳式支座，其特征在于：由螺旋肋條直管和普通直管組成自支撐式直管束，用于代替傳統纏繞管式換熱器的芯筒，直管束的兩端通過先脹后焊固定于管板上；所述螺旋管纏繞在直管束外，相鄰兩層螺旋管的纏繞方向相反，螺旋管兩端通過先脹后焊固定于管板上；所述封頭、圓筒形隔板與法蘭組成管箱，圓筒形隔板一端焊接于封頭內側，另一端與管板上的圓形槽接合密封，并將管箱分成兩個空間，分別對應于直管管程和螺旋管管程。本發明增大了換熱面積，換熱效率更高。
【專利說明】
雙股流混合管束管殼式換熱器
技術領域
[0001]本發明涉及管殼式換熱器技術領域，特別涉及一種雙股流混合管束管殼式換熱器。
【背景技術】
[0002]換熱器是調節工藝介質溫度和回收余熱從而實現節能降耗的關鍵設備之一。繞管換熱器是一種特殊的管殼式換熱器，與一般管殼式換熱器相比，繞管換熱器具有傳熱系數大、結構緊湊、管程結垢傾向小、運行費用省、占用空間小等優點，在大型空氣分離裝置的過冷器及液化器(液體氧、液體氨)中應用廣泛，同時也廣泛應用于制藥、食品、石油、化工、冶金、電力、紡織和暖通等領域。
[0003]現有的纏繞管式換熱器主要有殼體、芯筒和螺旋管束等零部件，芯筒為兩端焊接固定于管板的封閉圓筒，位于換熱器中心起支撐螺旋管的作用，這種結構導致芯筒部分不參與換熱，浪費了換熱器的空間，減少了換熱面積，使換熱器不夠緊湊，換熱效率有待提高。
【發明內容】
[0004]為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種雙股流混合管束管殼式換熱器，用自支撐式直管束代替芯筒，增加了換熱面積，將傳統繞管式換熱器芯筒部分占據的空間加以利用，提高了換熱器換熱效率。
[0005]本發明所采用的技術方案是:一種雙股流混合管束管殼式換熱器，包括殼體、管板、法蘭、封頭、圓筒形隔板、螺旋管、螺旋肋條直管、普通直管、殼程進出口管、螺旋管管程進出口管、直管管程進出口管和耳式支座。其特征在于:由螺旋肋條直管和普通直管組成自支撐式直管束，用于代替傳統纏繞管式換熱器的芯筒，直管束的兩端通過先脹后焊固定于管板上;所述螺旋管纏繞在直管束外，相鄰兩層螺旋管的纏繞方向相反，螺旋管兩端通過先脹后焊固定于管板上;所述封頭、圓筒形隔板與法蘭組成管箱，圓筒形隔板一端焊接于封頭內側，另一端與管板上的圓形槽對接密封，并將管箱分成兩個空間，分別對應于直管管程和螺旋管管程。
[0006]所述管板對應于管箱的平面上加工出一圓形槽，用于與圓筒形隔板對接。
[0007]所述普通直管和螺旋肋條直管均采用較大直徑的管材，可選用碳鋼管或不銹鋼管，而所述螺旋管采用較小直徑的管材，可選用不銹鋼管或銅管。
[0008]所述自支撐式直管束按同心圓形布管，其內層布置螺旋肋條直管，最外層布置普通直管，直管間靠螺旋肋條形成自支撐。
[0009]所述螺旋管由內向外逐層纏繞在自支撐式直管束上，螺旋管的層與層之間沿圓周間隔90°或60°設置2?6mm厚的金屬隔條，螺旋管的管端與管板連接處采用先脹后焊方式固定。
[0010]所述螺旋肋條管是在普通直管外壁纏繞螺旋金屬肋條，肋條的高度等于管間距，肋條兩端通過點焊固定于直管上。
[0011]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:一是用自支撐式直管束代替了傳統繞管式換熱器的芯筒，充分利用了芯筒部分所占的空間，增加了換熱面積，提高了換熱效率;二是自支撐式直管束與螺旋管束構成了混合管束，使換熱器結構更緊湊，并改善了換熱器殼程流體的流動空間；三是用圓筒形隔板把管箱分成兩個空間，從而實現了管程雙股流。
【附圖說明】
[0012]圖1為雙股流混合管束管殼式換熱器結構示意圖。
[0013]圖2為雙股流混合管束管殼式換熱器管板的主視圖。
[0014]附圖標記:1-封頭;2-圓筒形隔板;3-殼體;4-耳式支座;5-殼程流體出口管;6_法蘭;7-管板;8-直管管程流體進口管;9-螺旋管管程流體進口管；10-螺旋肋條直管；11-普通直管；12-螺旋管；13-殼程流體進口管；14-螺旋管管程流體出口管；15-直管管程流體出口管。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明進一步說明。
[0016]雙股流混合管束管殼式換熱器的組裝過程:首先將螺旋肋條直管和普通直管由內層向外層逐層逐個插入一側管板，接著再將直管逐根插入另一側管板，然后通過先脹后焊的方式將所有直管與管板固定，組成自支撐式直管束;將螺旋管由內向外逐層纏繞在自支撐式直管束上，螺旋管層與層之間設置若干隔條，相鄰層螺旋管束旋向相反，螺旋管管端與管板采用先脹后焊方式固定;將換熱管束整體裝入殼體，并將管板與殼體焊接;最后將帶有圓筒形隔板的封頭加裝在殼體兩端，并與殼體法蘭連接固定。
[0017]換熱器工作時，殼程流體從進口管13流入，在殼體內軸向沖刷直管管束和螺旋管管束，并與直管和螺旋管進行對流換熱，從出口管5流出。直管管程和螺旋管管程對應兩種不同換熱介質，從直管管程流體進口管8和螺旋管管程流體進口管9分別流入直管管束10、11和螺旋管管束12，并與殼程流體交換熱量，最終從直管管程流體出口管15和螺旋管管程流體出口管14流出。
[0018]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種雙股流混合管束管殼式換熱器，包括殼體、管板、法蘭、封頭、圓筒形隔板、螺旋管、螺旋肋條直管、普通直管、殼程進出口管、螺旋管管程進出口管、直管管程進出口管和耳式支座，其特征在于:由螺旋肋條直管和普通直管組成自支撐式直管束，用于代替傳統纏繞管式換熱器的芯筒，直管束的兩端通過先脹后焊固定于管板上;所述螺旋管纏繞在直管束夕卜，螺旋管兩端通過先脹后焊固定于管板上;所述封頭、圓筒形隔板與法蘭組成管箱，圓筒形隔板一端焊接于封頭內側，另一端與管板上的圓形槽對接密封，并將管箱分成兩個空間，分別對應于直管管程和螺旋管管程。2.根據權利要求1所述的雙股流混合管束管殼式換熱器，其特征在于:所述管板對應于管箱的平面上加工出一圓形槽，用于與圓筒形隔板對接。3.根據權利要求1所述的雙股流混合管束管殼式換熱器，其特征在于:所述普通直管和螺旋肋條直管均采用較大直徑的管材，而所述螺旋管采用較小直徑的管材。4.根據權利要求1所述的雙股流混合管束管殼式換熱器，其特征在于:所述自支撐直管束按同心圓形布管，其內層布置螺旋肋條直管，最外層布置普通直管，直管間靠螺旋肋條形成自支撐。
【文檔編號】F28D7/02GK105823348SQ201610335221
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月19日
【發明人】吳金星, 倪碩, 楊禹坤, 王明強, 王超, 劉艷會
【申請人】鄭州大學