CN206347902U - 一种高效钛材同轴套管换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效钛材同轴套管换热器，包括底座、螺旋外光管和螺旋内方槽管，螺旋外光管套设在螺旋内方槽管外且两者同轴设置，螺旋外光管和螺旋内方槽管均为钛管，螺旋外光管固定在底座上，螺旋外光管的两端均连接有接管，接管的中部设置有连接孔，连接孔上连接有外管螺纹接头，螺旋内方槽管的两端均连接有内管螺纹接头，内管螺纹接头与接管密封连接，内管螺纹接头和螺旋内方槽管共同形成内腔，螺旋外光管、接管和外管螺纹接头共同形成外腔。本实用新型材料比强度高、环保，较光管增大了传热面积，提高了传热系数，降低能耗，保证了两相流体介质换热效果；同时显著提高耐蚀性，延长使用寿命，综合性价比高，实用性强。

Description

一种高效钛材同轴套管换热器

技术领域

本实用新型属于换热器技术领域，具体涉及一种高效钛材同轴套管换热器。

背景技术

换热器是炼油、化工、冶金、电力等行业中主要的工艺设备之一。目前在发达的工业国家热回收率已达96％，换热设备在石油炼化厂中约占全部工艺设备投资的35％～40％，其中管壳式换热器仍然占绝对的优势，约占70％。目前在我国石油化工行业中，换热设备投资占设备投资的30％以上，在换热设备中，使用量最大的同样是管壳式换热器，其中80％以上的管壳式换热器仍采用弓形折流板光管结构和光管作为传热元件，这种结构决定了换热器传热效果差，壳程压降大，与我国正在推行的节能减排政策不相适应。

随着现代新工艺、新技术、新材料的不断发展和能源问题的日益严重，必然带来更多的高效能、高使用寿命、高参数换热设备的需求。节约能源、保护环境、走可持续发展道路是目前世界发展的主旋律。换热器发展的主要方向是提高热效率、改进设备结构的紧凑性，加速生产制造的标准化、系列化和专门化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种高效钛材同轴套管换热器，其结构简单紧凑，设计新颖合理，安装便捷，加工制作方便，材料比强度高、环保，较光管增大了传热面积，提高了传热系数，降低能耗，保证了两相流体介质换热效果；同时显著提高耐蚀性，延长使用寿命，综合性价比高，实用性强，使用价值高，适应市场需求和发展方向。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种高效钛材同轴套管换热器，其特征在于：包括底座、螺旋外光管和螺旋内方槽管，所述螺旋外光管套设在螺旋内方槽管外且两者同轴设置，所述螺旋外光管和螺旋内方槽管均为钛管，所述螺旋外光管固定在底座上，所述螺旋外光管的两端均连接有接管，所述接管的中部设置有连接孔，所述连接孔上连接有外管螺纹接头，所述螺旋内方槽管的两端均连接有内管螺纹接头，所述内管螺纹接头与接管密封连接，所述内管螺纹接头和螺旋内方槽管共同形成内腔，所述螺旋外光管、接管和外管螺纹接头共同形成外腔。

上述的一种高效钛材同轴套管换热器，其特征在于：所述螺旋内方槽管为外壁上均匀设置有多个方形槽的螺旋管。

上述的一种高效钛材同轴套管换热器，其特征在于：所述接管为钛管，所述外管螺纹接头和内管螺纹接头均为钛材螺纹接头，所述底座为钛材底座。

上述的一种高效钛材同轴套管换热器，其特征在于：所述螺旋外光管与底座的连接方式为点焊，所述螺旋外光管与接管的连接方式为填角焊。

上述的一种高效钛材同轴套管换热器，其特征在于：所述连接孔为相贯线孔，所述相贯线孔与外管螺纹接头相配合，所述外管螺纹接头通过填角焊方式连接在所述相贯线孔处。

上述的一种高效钛材同轴套管换热器，其特征在于：所述内管螺纹接头与接管通过填角焊方式相密封。

上述的一种高效钛材同轴套管换热器，其特征在于：所述内管螺纹接头与螺旋内方槽管的连接方式为填角焊。

上述的一种高效钛材同轴套管换热器，其特征在于：所述螺旋外光管和螺旋内方槽管均为TA2工业纯钛管。

上述的一种高效钛材同轴套管换热器，其特征在于：所述螺旋外光管和螺旋内方槽管均为螺旋盘管，所述螺旋外光管和螺旋内方槽管同轴心。

上述的一种高效钛材同轴套管换热器，其特征在于：所述外管螺纹接头和内管螺纹接头的两端均为外螺纹结构。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构简单紧凑，是两种尺寸不同的钛管连接而成的同心圆套管，设计新颖合理，加工制作方便，可标准化、系列化、定制化生产。

2、本实用新型换热器采用全钛材设计加工制作，材料比强度高，环保、耐腐蚀性好，可靠性高；寿命长，经济合理，不仅能够降低主材消耗，而且能减少设备体积及运行维护费用。

3、本实用新型传热管采用外凹槽螺旋结构，诱使流体产生湍流流动，改变流体的流动状态，增大了传热面积，获得高传热系数，采用内凹槽管换热系数是光管换热系数的2～3倍，换热效率高；同时，因流道内流体的高度湍流，使流体中的微粒难以沉积结垢，即使有少量垢生成，由于介质在管内外湍流流动，对管壁冲刷强烈，防结垢能力强。

4、本实用新型内槽螺旋管壁厚较薄，能提高换热效果；另外，因其结构形状和管壁较薄的特性，在管内外温差应力较大时，具有显著弹性特征的薄壁钛管曲率发生微观变化，用以补偿、消除热应力，兼具有防垢和除垢的能力。

5、本实用新型采用螺旋内方槽管，传热效果均匀稳定，全钛同轴套管换热器提高了管壳式换热器使用温度、压力、流量和热负荷，最突出的优点是可以迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使流体的湍流程度持续得到强化，达到强化传热的目的。

下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的A处放大图。

图3为本实用新型螺旋内方槽管的结构示意图。

附图标记说明:

1—底座； 2-1—螺旋外光管； 2-2—螺旋内方槽管；

3—外管螺纹接头； 4—接管； 5—内管螺纹接头；

6—方形槽。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型包括底座1、螺旋外光管2-1和螺旋内方槽管2-2，所述螺旋外光管2-1套设在螺旋内方槽管2-2外且两者同轴设置，所述螺旋外光管2-1和螺旋内方槽管2-2均为钛管，所述螺旋外光管2-1固定在底座1上，所述螺旋外光管2-1的两端均连接有接管4，所述接管4的中部设置有连接孔，所述连接孔上连接有外管螺纹接头3，所述螺旋内方槽管2-2的两端均连接有内管螺纹接头5，所述内管螺纹接头5与接管4密封连接，所述内管螺纹接头5和螺旋内方槽管2-2共同形成内腔，所述螺旋外光管2-1、接管4和外管螺纹接头3共同形成外腔。

本实用新型高效全钛同轴套管换热器，是用两种尺寸不同的螺旋外光管2-1套设在螺旋内方槽管2-2连接形成同心圆套管，且螺旋外光管2-1和螺旋内方槽管2-2均为钛管，采用钛材设计和加工制作，材料比强度高，环保、耐腐蚀性好，可靠性高，寿命长，经济合理，不仅能够降低主材消耗，而且能减少设备体积及运行维护费用，同时重量轻，重量是不锈钢换热器的一半。采用外凹槽螺旋结构的螺旋内方槽管2-2作为传热管，诱使流体产生湍流流动，改变流体的流动状态；且增大了传热面积，获得高传热系数，内凹槽管换热系数是光管换热系数的2～3倍。同时，因流道内流体的高度湍流，使流体中的微粒难以沉积结垢，即使有少量垢生成，由于介质在管内外湍流流动，对管壁冲刷强烈，防结垢能力强。最突出的优点是可以迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使流体的湍流程度持续得到强化，达到强化传热的目的。其中，两个外管螺纹接头3分别为外腔介质的进出口，两个内管螺纹接头5分别为内腔介质的进出口，外管螺纹接头3和内管螺纹接头5采用螺纹连接方式与其它设备接通。

如图3所示，所述螺旋内方槽管2-2为外壁上均匀设置有多个方形槽6的螺旋管，方形槽6的槽宽、槽深和槽距根据实际需要来设计。

本实施例中，所述接管4为钛管，所述外管螺纹接头3和内管螺纹接头5均为钛材螺纹接头，所述底座1为钛材底座。

本实施例中，所述螺旋外光管2-1与底座1的连接方式为点焊，所述螺旋外光管2-1与接管4的连接方式为填角焊。

本实施例中，所述连接孔为相贯线孔，所述相贯线孔与外管螺纹接头3相配合，所述外管螺纹接头3通过填角焊方式连接在所述相贯线孔处。

本实施例中，所述内管螺纹接头5与接管4通过填角焊方式相密封。

本实施例中，所述内管螺纹接头5与螺旋内方槽管2-2的连接方式为填角焊。

本实施例中，所述螺旋外光管2-1和螺旋内方槽管2-2均为TA2工业纯钛管。

本实施例中，所述螺旋外光管2-1和螺旋内方槽管2-2均为螺旋盘管，所述螺旋外光管2-1和螺旋内方槽管2-2同轴心。

本实施例中，所述外管螺纹接头3和内管螺纹接头5的两端均为外螺纹结构，外管螺纹接头3和内管螺纹接头5的螺牙、螺距可根据实际情况来设计。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高效钛材同轴套管换热器，其特征在于：包括底座(1)、螺旋外光管(2-1)和螺旋内方槽管(2-2)，所述螺旋外光管(2-1)套设在螺旋内方槽管(2-2)外且两者同轴设置，所述螺旋外光管(2-1)和螺旋内方槽管(2-2)均为钛管，所述螺旋外光管(2-1)固定在底座(1)上，所述螺旋外光管(2-1)的两端均连接有接管(4)，所述接管(4)的中部设置有连接孔，所述连接孔上连接有外管螺纹接头(3)，所述螺旋内方槽管(2-2)的两端均连接有内管螺纹接头(5)，所述内管螺纹接头(5)与接管(4)密封连接，所述内管螺纹接头(5)和螺旋内方槽管(2-2)共同形成内腔，所述螺旋外光管(2-1)、接管(4)和外管螺纹接头(3)共同形成外腔。

2.按照权利要求1所述的一种高效钛材同轴套管换热器，其特征在于：所述螺旋内方槽管(2-2)为外壁上均匀设置有多个方形槽(6)的螺旋管。

3.按照权利要求1或2所述的一种高效钛材同轴套管换热器，其特征在于：所述接管(4)为钛管，所述外管螺纹接头(3)和内管螺纹接头(5)均为钛材螺纹接头，所述底座(1)为钛材底座。

4.按照权利要求1或2所述的一种高效钛材同轴套管换热器，其特征在于：所述螺旋外光管(2-1)与底座(1)的连接方式为点焊，所述螺旋外光管(2-1)与接管(4)的连接方式为填角焊。

5.按照权利要求1或2所述的一种高效钛材同轴套管换热器，其特征在于：所述连接孔为相贯线孔，所述相贯线孔与外管螺纹接头(3)相配合，所述外管螺纹接头(3)通过填角焊方式连接在所述相贯线孔处。

6.按照权利要求1或2所述的一种高效钛材同轴套管换热器，其特征在于：所述内管螺纹接头(5)与接管(4)通过填角焊方式相密封。

7.按照权利要求1或2所述的一种高效钛材同轴套管换热器，其特征在于：所述内管螺纹接头(5)与螺旋内方槽管(2-2)的连接方式为填角焊。

8.按照权利要求1或2所述的一种高效钛材同轴套管换热器，其特征在于：所述螺旋外光管(2-1)和螺旋内方槽管(2-2)均为TA2工业纯钛管。

9.按照权利要求1或2所述的一种高效钛材同轴套管换热器，其特征在于：所述螺旋外光管(2-1)和螺旋内方槽管(2-2)均为螺旋盘管，所述螺旋外光管(2-1)和螺旋内方槽管(2-2)同轴心。

10.按照权利要求1或2所述的一种高效钛材同轴套管换热器，其特征在于：所述外管螺纹接头(3)和内管螺纹接头(5)的两端均为外螺纹结构。