CN202420236U - 纯逆流管壳式螺旋扁管换热器 - Google Patents

纯逆流管壳式螺旋扁管换热器 Download PDF

Info

Publication number
CN202420236U
CN202420236U CN2011205584646U CN201120558464U CN202420236U CN 202420236 U CN202420236 U CN 202420236U CN 2011205584646 U CN2011205584646 U CN 2011205584646U CN 201120558464 U CN201120558464 U CN 201120558464U CN 202420236 U CN202420236 U CN 202420236U
Authority
CN
China
Prior art keywords
tube
heat exchanger
shell
spiral flat
oblate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CN2011205584646U
Other languages
English (en)
Inventor
夏晓宇
陈晓华
栾辉宝
孙朋林
魏冬香
李建华
赵无非
张永贵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHANGHAI QIYAO THERMAL ENGINEERING CO., LTD.
Original Assignee
711th Research Institute of CSIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 711th Research Institute of CSIC filed Critical 711th Research Institute of CSIC
Priority to CN2011205584646U priority Critical patent/CN202420236U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN202420236U publication Critical patent/CN202420236U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种纯逆流管壳式螺旋扁管换热器，包括设有壳程入口和出口的壳体、组装在壳体内的换热管管束、用于固定管束的固定管板、组装在壳体端部并设有管程出入口的管箱；管束由若干形状相同的螺旋扁管紧密排列构成；其特点是：每相邻的两根螺旋扁管的相对部位的螺旋升角的角度错开，使得各螺旋扁管紧密接触时各螺旋扁管的外缘螺旋线有一部分镶嵌在相邻的螺旋扁管的螺旋槽中，在螺旋槽中形成周期性点接触，从而在管外形成强制绕流通道。与现有螺旋扁管换热器相比，不仅能使整个换热器的体积缩小，而且可大大减少壳程的流通面积和壳体直径，提高换热效率，适用范围更加广泛。

Description

纯逆流管壳式螺旋扁管换热器
技术领域
本实用新型涉及一种管壳式换热器，尤其是一种采用多个螺旋扁管作为换热管管束的纯逆流管壳式螺旋扁管换热器。可广泛应用于石油化工、冶金、电力等行业。 
背景技术
自20世纪70年代初石油危机爆发以来，以能源为中心的环境、生态和社会经济问题日益加剧。世界各国充分认识到节能的重要意义，能源的合理利用已经成为各国工业良性发展的核心问题。在这一背景下，各种节能技术竞相出现。强化传热是合理高效利用能源、节约能源的重要途径之一。而在实际工业生产中，应用强化传热技术最多的便是换热器。换热器在各工业生产过程中，不仅是保证工程设备正常运转不可缺少的部件，而且在金属消耗、动力消耗及投资方面均占整个工程的重要份额。 
螺旋扁管换热器是在传统管壳式换热器的基础上开发出来的一种新型高效换热器，与光管换热器相比，其热流密度高，容积小，适用于多种换热过程。然而现今国内螺旋扁管换热器的应用还很少，只有少数工业试验研究的报导。其具体的实施方案，如螺旋扁管管型的选取，排管方式等均达不到理想的状态，限制了其发展应用。专利公告号为CN2867256Y的“螺旋扁管油冷却器”公开了使用螺旋扁管作为换热油管的技术方案，但是对螺旋扁管在壳体内的排管方式的描述过于简单，不利于技术人员的实施。专利公告号为CN101551207B的“管壳式螺旋扁管换热器”公开了一种适用的换热器结构，包括管型尺寸及壳体内的排管方式。此种布置结构形式单一，如图1所示，图中a、b是现有螺旋扁管换热器的管束中两个不同横截面的布置图，由图可见，该换热器的管束的各螺旋扁管的管间距与扁管的长轴的长度是一致的。该结构通过改变管型尺寸来满足传热和压降的要求，但是，由于该换热器的管束的各螺旋扁管的管间距与扁管的长轴的长度一致，因此使换热器的体积增大，限制了换热器的设计，不利于其发展和推广。故现有的管壳式螺旋扁管换热器的结构亟待改进。 
发明内容
本实用新型提供一种纯逆流管壳式螺旋扁管换热器，可从根本上解决传统管壳式弓形换热器存在的壳程流动死区、壳程压力降较大、容易结垢以及容易发生管束诱导振动的问题。与现有螺旋扁管换热器相比，不仅使整个换热器的体积缩小，而且可大大减少壳程的流通面积和壳体直径，提高换热效率，适用范围更加广泛。 
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种纯逆流管壳式螺旋扁管换热器，包括设有壳程入口和出口的壳体、组装在壳体内的换热管管束、用于固定管束的固定管板、组装在壳体端部并设有管程出入口的管箱；所述管束由若干形状相同的螺旋扁管紧密排列构成；其特点是：每相邻的两根螺旋扁管的相对部位的螺旋升角的角度错开，使得各螺旋扁管紧密接触时各螺旋扁管的外缘螺旋线有一部分镶嵌在相邻的螺旋扁管的螺旋槽中，在螺旋槽中形成周期性点接触，从而在管外形成强制绕流通道。 
上述纯逆流管壳式螺旋扁管换热器，其中：当各螺旋扁管紧密接触时，相邻两螺旋扁管之间的管间距小于每个螺旋扁管的长轴的长度。 
上述纯逆流管壳式螺旋扁管换热器，其中：所述的相邻两螺旋扁管之间相对部位的螺旋升角错开的角度为大于0度至小于180度。 
上述纯逆流管壳式螺旋扁管换热器，其中：所述的相邻两螺旋扁管之间相对部位的螺旋升角错开的角度完全相同。 
上述纯逆流管壳式螺旋扁管换热器，其中：所述的相邻两螺旋扁管之间的螺旋升角错开的角度为90度时，所述管束的任意截面中各相邻螺旋扁管的长轴的截面是相互垂直的。 
上述纯逆流管壳式螺旋扁管换热器，其中：所述的相邻两螺旋扁管之间的螺旋升角错开的角度为60度时：所述管束的任意截面中各相邻螺旋扁管的长轴的截面是相互呈三角形状态。 
上述纯逆流管壳式螺旋扁管换热器，其中：所述的相邻两螺旋扁管之间相对部位的螺旋升角错开的角度不完全相同。 
上述纯逆流管壳式螺旋扁管换热器，其中：所述的壳程和管程的进出口按照逆流换热方式布置。 
由于本实用新型采用了以上的技术方案，其产生的技术效果是明显的：由于各螺旋扁管采用错角布置，使各管之间的管间距小于扁管长轴的长度，因此使结构更加紧凑，可以减小换热器的体积，增加了壳程的表面换热系数，提高换热效率，也使螺旋扁管管型的设计更加灵活；由于采用纯逆流的布置形式，可以大大增加有效传热温差，提高换热效率。 
附图说明
图1是现有螺旋扁管换热器管束的横截面布置图，其中a是一个截面的示意图，b是另一个截面的示意图。 
图2是本实用新型纯逆流管壳式螺旋扁管换热器的总体结构示意图（部分剖视）。 
图3是显示了构成本实用新型纯逆流管壳式螺旋扁管换热器的管束的其中一根螺旋扁管的结构示意图。 
图4是本实用新型纯逆流管壳式螺旋扁管换热器的管束中相邻螺旋扁管排列的一种实施例的结构示意图。 
图5是本实用新型纯逆流管壳式螺旋扁管换热器的一个实施例的管束横截面布置图，其中a是一个截面的示意图，b是另一个截面的示意图。 
图6是本实用新型纯逆流管壳式螺旋扁管换热器的另一个实施例的管束横截面布置图，其中a是一个截面的示意图，b是另一个截面的示意图。 
具体实施方式
下面结合具体的实施例和附图对本实用新型的结构作进一步的详细说明。 
请参阅图2，图2是本实用新型的结构示意图（部分剖视）。本实用新型包括管箱1、固定管板2、壳程入口3、壳体4、换热管管束5、箍圈6、管程入口7、管程出口8、壳程出口9。管箱1组装在壳体4的端部，壳体4上设有壳程入口3和壳程出口9，管箱上设有管程进口7和管程出口8，按逆流方式布置。所述的管束5置于壳体4内，所述管束由多个螺旋扁管紧密排列构成，管束两端固定在固定管板2上，管束***用若干箍圈6箍紧。所述螺旋扁管换热器壳程不设置导流板，壳程和管程的进出口按照逆向布置，布置形式满足完全逆流换热；所述管束由若干箍圈从***箍紧，可有效防止振动。
请参阅图3，图3是显示了构成本实用新型换热器的管束的其中一根螺旋扁管100的结构示意图。为了方便与固定管板连接，螺旋扁管的两端各保留一段长度例如为200mm的圆管段101。由图可见，随着螺旋扁管的螺旋角的不同，该处截面显示的长轴的倾斜角度也不同，图中A是长轴，B是短轴。
请参阅图4，图4是本实用新型相邻螺旋扁管排列的一种实施例的结构示意图。图中只显示了三根螺旋扁管201、202、203，其中第二根螺旋扁管202与相邻的两根螺旋扁管201、203之间在相对的部位的螺旋角错开了一定的角度，使得各螺旋扁管紧密接触时各螺旋扁管的外缘螺旋线有一部分镶嵌在相邻的螺旋扁管的螺旋槽中，在螺旋槽中形成周期性点接触，从而在管外形成强制绕流通道。当各螺旋扁管紧密接触时，相邻两螺旋扁管之间的管间距小于每个螺旋扁管的长轴的长度。所述的相邻两螺旋扁管之间相对部位的螺旋升角错开的角度为大于0度至小于180度。 
请参阅图5，图5是本实用新型纯逆流管壳式螺旋扁管换热器的一个实施例的管束横截面布置图。例如由多个的螺旋扁管构成，每个螺旋扁管由一φ19mm圆管加工而成，其螺距S与当量直径d e 之比S/d e 的取值范围为6～12，其中长轴A的取值范围为22～26mm，短长轴之比B/A的范围为0.25～0.63。该实施例中选择的螺旋扁管的尺寸为：长轴A=25mm,短轴B=8.5mm，螺距S=150mm，短长轴之比B/A=0.34，螺距S与当量直径d e 之比S/d e =11.37。排列时，所述的每相邻的两所述螺旋扁管的各相对部位的螺旋角错开，错开的角度完全相同，使得各螺旋扁管紧密接触时各螺旋扁管的外缘螺旋线有一部分镶嵌在相邻的螺旋扁管的螺旋槽中。在该实施例中，在任意横截面上，相邻管束的长轴相互垂直，呈90°角。螺旋扁管之间靠长轴的一个点相接触形成支撑，使相邻两螺旋扁管之间的管间距小于每个螺旋扁管的长轴的长度。管间距小于长轴。此实施例中，与现有的螺旋扁管换热器相比，在管程面积不变的情况下使壳程流通面积减小35%，换热器的结构也更加紧凑，换热器的直径减小15%。
请参阅图6，图6是本实用新型纯逆流管壳式螺旋扁管换热器的另一个实施例的管束横截面布置图。在该实施例中，所述螺旋扁管由φ25mm的圆管加工成，每个螺旋扁管其长轴A的取值范围为28～34mm，短长轴之比B/A的范围为0.27～0.7。本实施例中，在构成管束的任意横截面上，任意相邻的两根管之间，长轴的方向都不相同，两两呈60°角相交，为正三角形排列，此实施例中，管间距小于长轴。本实例在管程面积不变的情况下可以使壳程流通面积减小15%，换热器的直径减小8%。
本实用新型所述的相邻两螺旋扁管之间相对部位的螺旋升角错开的角度也可以是不完全相同的。
本实用新型具有换热器体积小、传热效率高、不易结垢和适用范围广的优点。 

Claims (8)

1.一种纯逆流管壳式螺旋扁管换热器，包括设有壳程入口和出口的壳体、组装在壳体内的换热管管束、用于固定管束的固定管板、组装在壳体端部并设有管程出入口的管箱；所述管束由若干形状相同的螺旋扁管紧密排列构成；其特征在于：每相邻的两根螺旋扁管的相对部位的螺旋升角的角度错开，使得各螺旋扁管紧密接触时各螺旋扁管的外缘螺旋线有一部分镶嵌在相邻的螺旋扁管的螺旋槽中，在螺旋槽中形成周期性点接触，从而在管外形成强制绕流通道。
2.根据权利要求1所述的纯逆流管壳式螺旋扁管换热器，其特征在于：当各螺旋扁管紧密接触时，相邻两螺旋扁管之间的管间距小于每个螺旋扁管的长轴的长度。
3.根据权利要求1所述的纯逆流管壳式螺旋扁管换热器，其特征在于：所述的相邻两螺旋扁管之间相对部位的螺旋升角错开的角度为大于0度至小于180度。
4.根据权利要求1所述的纯逆流管壳式螺旋扁管换热器，其特征在于：所述的相邻两螺旋扁管之间相对部位的螺旋升角错开的角度完全相同。
5.根据权利要求3或4所述的纯逆流管壳式螺旋扁管换热器，其特征在于：所述的相邻两螺旋扁管之间的螺旋升角错开的角度为90度时，所述管束截面中各相邻螺旋扁管的长轴的截面是相互垂直的。
6.根据权利要求3或4所述的纯逆流管壳式螺旋扁管换热器，其特征在于：所述的相邻两螺旋扁管之间的螺旋升角错开的角度为60度时：所述管束的截面中各相邻螺旋扁管的长轴的截面是相互呈三角形状态。
7.根据权利要求1所述的纯逆流管壳式螺旋扁管换热器，其特征在于：所述的相邻两螺旋扁管之间相对部位的螺旋升角错开的角度不完全相同。
8.根据权利要求1所述的纯逆流管壳式螺旋扁管换热器，其特征在于：所述的壳程和管程的进出口按照逆流换热方式布置。
CN2011205584646U 2011-12-28 2011-12-28 纯逆流管壳式螺旋扁管换热器 Expired - Lifetime CN202420236U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011205584646U CN202420236U (zh) 2011-12-28 2011-12-28 纯逆流管壳式螺旋扁管换热器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011205584646U CN202420236U (zh) 2011-12-28 2011-12-28 纯逆流管壳式螺旋扁管换热器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN202420236U true CN202420236U (zh) 2012-09-05

Family

ID=46744993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011205584646U Expired - Lifetime CN202420236U (zh) 2011-12-28 2011-12-28 纯逆流管壳式螺旋扁管换热器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN202420236U (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103925812A (zh) * 2014-04-25 2014-07-16 北京迪威尔石油天然气技术开发有限公司 一种可抽芯的纯逆流换热器及应用该换热器的换热方法
CN105674770A (zh) * 2016-04-05 2016-06-15 中国科学院上海高等研究院 一种用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器
CN105841522A (zh) * 2016-04-05 2016-08-10 中国科学院上海高等研究院 一种智能控制换热流速的熔盐换热器
CN107941048A (zh) * 2017-11-22 2018-04-20 江苏迈克化工机械有限公司 一种适用于高低温碱液换热的换热器
CN109506488A (zh) * 2018-12-28 2019-03-22 广东万和热能科技有限公司 燃气壁挂炉及冷凝换热器
CN109579566A (zh) * 2019-01-17 2019-04-05 西安交通大学 一种螺旋扁管管型折流杆换热器
CN110657691A (zh) * 2019-10-23 2020-01-07 华南理工大学 一种防冻堵的lng冷能利用强化传热装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103925812A (zh) * 2014-04-25 2014-07-16 北京迪威尔石油天然气技术开发有限公司 一种可抽芯的纯逆流换热器及应用该换热器的换热方法
CN103925812B (zh) * 2014-04-25 2016-06-29 北京迪威尔石油天然气技术开发有限公司 一种可抽芯的纯逆流换热器及应用该换热器的换热方法
CN105674770A (zh) * 2016-04-05 2016-06-15 中国科学院上海高等研究院 一种用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器
CN105841522A (zh) * 2016-04-05 2016-08-10 中国科学院上海高等研究院 一种智能控制换热流速的熔盐换热器
CN107941048A (zh) * 2017-11-22 2018-04-20 江苏迈克化工机械有限公司 一种适用于高低温碱液换热的换热器
CN109506488A (zh) * 2018-12-28 2019-03-22 广东万和热能科技有限公司 燃气壁挂炉及冷凝换热器
CN109506488B (zh) * 2018-12-28 2024-02-13 广东万和热能科技有限公司 燃气壁挂炉及冷凝换热器
CN109579566A (zh) * 2019-01-17 2019-04-05 西安交通大学 一种螺旋扁管管型折流杆换热器
CN110657691A (zh) * 2019-10-23 2020-01-07 华南理工大学 一种防冻堵的lng冷能利用强化传热装置
CN110657691B (zh) * 2019-10-23 2024-04-12 华南理工大学 一种防冻堵的lng冷能利用强化传热装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202420236U (zh) 纯逆流管壳式螺旋扁管换热器
CN103175429B (zh) 多向波纹内翅片管
CN103629952B (zh) 管道式换热器、其制造方法以及换热设备
CN102767975A (zh) 一种整体热浸锌防腐的扭曲管自支撑管壳式换热器
CN102278907B (zh) 外凸式非对称型波节管换热器
CN202195738U (zh) 尖峰圆谷式波纹翅片管传热元件
CN101762190A (zh) 带有等间距开口肋片的套管换热器
CN103047882A (zh) 波浪管折流栅式方形换热器
CN105627808A (zh) 一种新型换热器芯体和分流结构
CN103743269A (zh) 一种非等距双螺旋折流板管壳式换热器
CN115183609A (zh) 换热器芯体及包括其的印刷电路板式换热器
RU2319095C1 (ru) Теплообменный элемент и пластинчатый теплообменник
CN202403572U (zh) 波纹u型管束换热器
CN203893704U (zh) 一种非等距双螺旋折流板管壳式换热器
CN201225853Y (zh) 一种带有强化换热元件的宽通道板式换热器
CN201225852Y (zh) 一侧强化元件可拆的宽通道板式换热器
CN105547014A (zh) 一种新型换热器
CN202420220U (zh) 螺旋折流板波纹管冷凝器
CN202221265U (zh) 管壳式换热器
CN100467993C (zh) 螺旋折流板支撑丁胞管束换热器
RU2584081C1 (ru) Микроканальный теплообменник
US10436524B2 (en) Mixed louver spiral fin
CN203231670U (zh) 一种换热器
CN202339124U (zh) 一种螺旋扭曲扁管换热器
CN203443465U (zh) 螺旋折流板波纹管换热器

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SHANGHAI QIYAO TECHNOLOGY GROUP CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: THE 711TH RESEARCH INSTITUTE OF CHINA SHIPBUILDING INDUSTRIAL CORPORATION(CSIC)

Effective date: 20150318

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20150318

Address after: 201108 Shanghai city Minhang District Huaning Road No. 3111 building second

Patentee after: SHANGHAI QIYAO TECHNOLOGY GROUP CO., LTD.

Address before: 201108 Shanghai city Minhang District Huaning Road No. 3111

Patentee before: The 711th Research Institute of China Shipbuilding Industrial Corporation(CSIC)

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: SHANGHAI QIYAO THERMAL ENGINEERING CO., LTD.

Assignor: SHANGHAI QIYAO TECHNOLOGY GROUP CO., LTD.

Contract record no.: 2015990000233

Denomination of utility model: Pure counterflow tube shell type helical flat tube heat exchanger

Granted publication date: 20120905

License type: Exclusive License

Record date: 20150511

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SHANGHAI QIYAO THERMAL POWER ENGINEERING CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: SHANGHAI QIYAO TECHNOLOGY GROUP CO., LTD.

Effective date: 20150715

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20150715

Address after: 201108 Shanghai city Minhang District Huaning Road No. 3111 Building 1 floor 2

Patentee after: SHANGHAI QIYAO THERMAL ENGINEERING CO., LTD.

Address before: 201108 Shanghai city Minhang District Huaning Road No. 3111 building second

Patentee before: SHANGHAI QIYAO TECHNOLOGY GROUP CO., LTD.

EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract

Assignee: SHANGHAI QIYAO THERMAL ENGINEERING CO., LTD.

Assignor: SHANGHAI QIYAO TECHNOLOGY GROUP CO., LTD.

Contract record no.: 2015990000233

Date of cancellation: 20150702

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20120905

CX01 Expiry of patent term