CN201945229U - 基管表面带有凹槽的固定管板换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基管表面带有凹槽的固定管板换热器，具体地说是一种内表面有烧结层、外表面径向和轴向都均匀开槽的换热管构成的基管表面带有凹槽的固定管板换热器，其包括壳体，所述壳体的左端设有左管箱，壳体的右端设有右管箱；壳体对应于邻近左管箱一端的上顶部设有热流体入口，壳体对应于邻近右管箱的下底部设有热流体出口；左管箱的上顶部设有冷流体进口，右管箱的下底部设有冷流体出口；所述壳体内设有沿壳体轴向长度分布的换热管，所述换热管包括基管，所述基管的内周面上设有多孔层，基管的外周面设有开槽层，所述开槽层包括若干条沿基管轴向及周向均匀分布的凹槽。本实用新型结构简单紧凑，能提高换热器的传热效率，降低换热器的运行能耗和设备投资，安全可靠。

Description

基管表面带有凹槽的固定管板换热器

技术领域

本实用新型涉及一种换热器，尤其是一种基管表面带有凹槽的固定管板换热器，具体地说是一种内表面有烧结层、外表面径向和轴向都均匀开槽的换热管构成的基管表面带有凹槽的固定管板换热器，用于石油、化工、冶金及热能工程中所使用的有相变沸腾传热的管壳式换热器，是一种C型固定管板换热器，属于换热器的技术领域。

背景技术

换热器广泛应用于化工、化肥、炼油、动力、建筑、食品等工业部门，其中管壳式换热器在诸多种类的换热器产品中占主导地位。这类换热器管束通常采用无强化传热效果的光滑管，传热效率低，动力及材料消耗多。因此研究和开发新型高效节能换热器，将会产生巨大的经济效益和社会效益。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基管表面带有凹槽的固定管板换热器，其结构简单紧凑，能提高换热器的传热效率，降低换热器的运行能耗和设备投资，安全可靠。

按照本实用新型提供的技术方案，所述基管表面带有凹槽的固定管板换热器，包括壳体，所述壳体的左端设有左管箱，壳体的右端设有右管箱；壳体对应于邻近左管箱一端的上顶部设有热流体入口，壳体对应于邻近右管箱的下底部设有热流体出口；左管箱的上顶部设有冷流体进口，右管箱的下底部设有冷流体出口；所述壳体内设有沿壳体轴向长度分布的换热管，所述换热管包括基管，所述基管的内周面上设有多孔层，基管的外周面设有开槽层，所述开槽层包括若干条沿基管轴向及周向均匀分布的凹槽。

所述基管的内周面上通过高温烧结或高温喷涂一层金属粉末形成多孔层。所述换热管的外径为Φ10~Φ57mm，多孔层的厚度为0.1~0.5mm，多孔层中的孔隙率为30%~60%。

所述换热管的两端设有对称分布的光滑段。所述光滑段的长度为L≤300mm。

所述壳体内对应于与左管箱的结合部设有用于安装换热管的左管板，壳体内对应于与右管箱的结合部设有用于安装换热管的右管板；换热管的两端分别通过左管板及右管板安装在壳体内。

所述壳体内的上部、下部设有用于支撑换热管的折流板，所述折流板在壳体内间隔分布，且折流板垂直于换热管设置。所述左管箱的下底部设有排净口，所述排净口与左管箱连通、壳体内的换热管及右管箱相连通。

所述右管箱的上顶部设有排气口，所述排气口与右管箱连通、壳体（3）内的换热管及左管箱相通。所述壳体外底部设有用于支撑壳体的支座。

本实用新型的优点：1、传统的管壳式换热器通常采用无强化传热效果的光滑管束，传热效率低。本实用新型的换热管外壁设置了凹槽，内壁设置了多孔层，因此可适用于有相变沸腾传热的场合，这种换热管束与传统的光滑管束相比，换热器总传热系数可提高40%以上。2、本实用新型的换热管可在普通直管的基础上加工形成，加工时，首先采用机械方法在其外表面加工成槽，再在其内表面加工形成多孔层。3、本实用新型的换热管制成后，与同长度的传统光管相比，可延长流体在管内的流动时间，同时增加管外换热面积，达到充分换热的效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为换热管的剖视图。

图3为换热管的外观图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1~图3所示：本实用新型左管箱1、左管板2、壳体3、换热管4、折流板5、右管板6、右管箱7、支座8、冷流体进口9、热流体入口10、排气口11、冷流体出口12、热流体出口13、排净口14、基管15、开槽层16、多孔层17、光滑段18及凹槽19。

如图1所示：所述壳体3的左端设有左管箱1，壳体3的右端设有右管箱7，所述右管箱7、左管箱1与壳体3间形成换热腔体。壳体3对应于邻近左管箱1一端的上顶部设有热流体入口10，壳体3对应于邻近右管箱7一端的下底部设有热流体出口13，所述热流体出口13通过壳体3内的腔体与热流体入口10相连通。左管箱1的上顶部设有冷流体进口9，左管箱1的下底部设有用于检修的排净口14；所述排净口14、冷流体进口9同时与左管箱1、壳体3内的换热管及右管箱7相连通。右管箱7的上顶部设有排气口11，右管箱7的下底部设有冷流体出口12，所述冷流体出口12、排气口11同时与右管箱7、壳体3内的换热管及左管箱1相连通。壳体3外的下底部设有用于安装支撑壳体3的支座8，所述支座8均匀对称分布于壳体3外的下底部。壳体3内设有若干用于换热的换热管4，所述换热管4沿壳体3的轴向长度分布。为了安装换热管4，壳体3内对应于与左管箱1的结合部设有左管板2，壳体3内对应于与右管箱7的结合部设有右管板6，换热管4的两端分别安装在左管板2及右管板6上，从而换热管4通过左管板2及右管板6安装在壳体3内。为了确保换热管4在壳体3内安装的可靠性，壳体3内设有垂直于换热管4分布的折流板5，所述折流板5在壳体3内上部、下部呈间隔分布设置，折流板5呈半圆形；换热管4支撑于折流板5上，提高换热管4安装在壳体3内的可靠性。具体实施时，一组折流板5位于壳体3内的上部，另一组折流板5设置于壳体3内的下部，上部的折流板5与下部的折流板5间隔设置，以便于流体通过，由于折流板5的折流作用，延长了流体的流动距离及热交换时间，提高了热交换效率。

如图2和图3所示：所述换热管4包括基管15，所述基管15的内表面设有多孔层17，所述多孔层7沿基管15的内表面分布，通过在基管15的内周面上通过高温烧结或高温喷涂一层金属粉末形成多孔层17；基管15的外周面设有开槽层16，所述开槽层16包括若干条沿基管15轴向及周向均匀分布的凹槽19，形成C型基管表面带有凹槽的固定管板换热器。所述换热管4的外径为Φ10~Φ57mm，多孔层17的厚度为0.1~0.5mm，多孔层17中的孔隙率为30%~60%。所述换热管4的两端设有对称分布的光滑段18，且光滑段18的长度为L≤300mm。

沸腾传热的效率取决于换热表面上汽化核心数目，本实用新型的换热管比光滑表面换热管换热表面上更容易产生气泡核心，所以本实用新型的换热管可有效强化沸腾传热。

换热管4外表面的开槽层16通过机床在换热管基管表面上直接加工形成，换热管4内表面的多孔层17在换热管4基管的内表面上高温烧结或高温喷涂一层金属粉末而形成。将所述换热管4形成的管束组装在一圆形壳体3内，便形成一种新型基管表面带有凹槽的固定管板换热器。

如图1~图3所示：使用时，将左管箱1、右管箱7分别安装在壳体3相应的两端。壳体3通过支座8安装在所需的位置，冷流体出口12及热流体出口13分别与相应的连接管相连。工作时，冷流体通过左管箱1上顶部的冷流体进口9进入，热流体通过壳体3上顶部的热流体入口10进入壳体3内。冷流体与热流体进入壳体3内后，通过换热管4及折流板5的作用后，能够在壳体3内充分换热。冷流体与热流体在壳体3内充分换热后，通过热流体出口13及冷流体出口12流出，完成换热过程。在壳体3内换热中，如果气压较大时，可以打开右管箱7上的排气口11进行释放气压，保证壳体3内的换热安全。如果需要对换热器进行检修时，打开左管箱1端部的排净口14，将换热器内的液体全部释放掉，从而能够方便进行检修。

本实用新型具有以下特点：

1、该新型基管表面带有凹槽的固定管板换热器内部采用新型换热管管束代替传统的光滑换热管束，新型基管表面带有凹槽的固定管板换热器水平放置。

2、换热管4外表面的开槽层可以通过机床在换热管基管外表面上直接加工形成；内表面的多孔层可以在换热管基管的内表面上高温烧结或高温喷涂一层金属粉末而形成。

3、换热管4的基管材料可以是碳钢、合金钢、不锈钢和铜合金等金属材料，上述金属粉末可以是铁基粉末和铜基粉末。

4、与传统的光滑管束换热器相比，新型换热器总传热系数可提高40%以上。

Claims (10)

1.一种基管表面带有凹槽的固定管板换热器，包括壳体（3），所述壳体（3）的左端设有左管箱（1），壳体（3）的右端设有右管箱（7）；壳体（3）对应于邻近左管箱（1）一端的上顶部设有热流体入口（10），壳体（3）对应于邻近右管箱（7）的下底部设有热流体出口（13）；左管箱（1）的上顶部设有冷流体进口（9），右管箱（7）的下底部设有冷流体出口（12）；特征是：所述壳体（3）内设有沿壳体（3）轴向长度分布的换热管（4），所述换热管（4）包括基管（15），所述基管（15）的内周面上设有多孔层（17），基管（15）的外周面设有开槽层（16），所述开槽层（16）包括若干条沿基管（15）轴向及周向均匀分布的凹槽（19）。

2.根据权利要求1所述基管表面带有凹槽的固定管板换热器，其特征是：所述基管（15）的内周面上通过高温烧结或高温喷涂一层金属粉末形成多孔层（17）。

3.根据权利要求1或2所述基管表面带有凹槽的固定管板换热器，其特征是：所述换热管（4）的外径为Φ10~Φ57mm，多孔层（17）的厚度为0.1~0.5mm，多孔层（17）中的孔隙率为30%~60%。

4.根据权利要求1所述基管表面带有凹槽的固定管板换热器，其特征是：所述换热管（4）的两端设有对称分布的光滑段（18）。

5.根据权利要求4所述基管表面带有凹槽的固定管板换热器，其特征是：所述光滑段（18）的长度为L≤300mm。

6.根据权利要求1所述基管表面带有凹槽的固定管板换热器，其特征是：所述壳体（3）内对应于与左管箱（1）的结合部设有用于安装换热管（4）的左管板（2），壳体（3）内对应于与右管箱（7）的结合部设有用于安装换热管（4）的右管板（6）；换热管（4）的两端分别通过左管板（2）及右管板（6）安装在壳体（3）内。

7.根据权利要求1所述基管表面带有凹槽的固定管板换热器，其特征是：所述壳体（3）内的上部、下部设有用于支撑换热管（4）的折流板（5），所述折流板（5）在壳体（3）内间隔分布，且折流板（5）垂直于换热管（4）设置。

8.根据权利要求1所述的基管表面带有凹槽的固定管板换热器，其特征是：所述左管箱（1）的下底部设有排净口（14），所述排净口（14）与左管箱（1）、壳体（3）内的换热管及右管箱（7）相连通。

9.根据权利要求1所述基管表面带有凹槽的固定管板换热器，其特征是：所述右管箱（7）的上顶部设有排气口（11），所述排气口（11）与右管箱（7）、壳体（3）内的换热管及左管箱（1）相连通。

10.根据权利要求1所述基管表面带有凹槽的固定管板换热器，其特征是：所述壳体（3）外底部设有用于支撑壳体（3）的支座（8）。

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