[實用新型]一種高效折流桿熱交換器

無效

• 申請號: 00226784.5
• 申請日: 2000-09-04
• 公開（公告）號: CN2439008Y
• 公開（公告）日: 2001-07-11
• 發明（設計）人: 劉巍;黎國磊;鄧方義;韓江聯;郭宏新;劉卉
• 申請（專利權）人: 中國石化集團洛陽石油化工工程公司
• 主分類號: F28F9/24
• 分類號: F28F9/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于壓力容器的換熱設備。

折流桿熱交換器是美國PHILLIPS公司在八十年代初期開發的產品，并且不斷地更新。美國專利US4342360、US4286366、US4657073、US5058664等，都公開了折流桿換熱器的結構形式。綜觀這些專利的特點有：1、折流圈是由許多平行的折流桿(圓形、橢圓形、矩形、矩齒形、方形等)焊接在外圈上而組成。四個折流圈從四個方向夾緊換熱管，所形成的管束如同籠子形狀。2、管束的整體剛性是工程實施的關鍵，在管束的支撐方式上做了多方面的研究。3、換熱管有光滑管和低翅片管。

換熱管是折流桿換熱器的關鍵元件。國內外廠家已經開發出來了多種形式的換熱管。其中波紋管是一種雙面強化傳熱的管型，內外壁被軋成環狀波紋凸肋，其內壁能改變流體邊界層的流動狀態、外壁能增大擾動，達到雙面強化傳熱的目的。目前國內供熱、電力行業的波紋管換熱器都是不銹鋼薄壁波紋管系列，其壁厚一般為管子直徑的2％，約為0.3-0.5mm，不適合于石油化工企業的高溫高壓操作條件。

中國專利ZL99216010.3，公開日2000.5.24，公開號：CN2379970Y公開的一種厚壁波紋管，是以通用換熱管為基管經無切屑軋制成厚壁波紋管，其壁厚一般為管子直徑的10％，約為1.6-2.5mm。材質有碳鋼、低合金鋼和不銹鋼。此種厚壁波紋管適合于石油化工企業的高溫高壓操作條件。

本實用新型的目的在于利用厚壁波紋管，開發出一種高效能的折流桿熱交換器，滿足石油化工企業的需要。

本實用新型的折流桿熱交換器包括殼體、管束，其特征在于：管束由厚壁波紋管經折流圈支撐而成，折流圈采用矩形折流桿，矩形折流桿的長邊為1～1.2倍的厚壁波紋管的波距。

本實用新型所用厚壁波紋管，即中國專利99216010.3公開的一種厚壁波紋管，其壁厚一般為管子直徑的10％。

本實用新型采用厚壁波紋管實現了雙側強化傳熱的效果，適合于石油化工企業的高溫高壓操作條件。推薦，殼體采用外導流筒結構，使流體流經管咀的阻力減至最小，這樣與極低的管束阻力相一致，可以充分發揮折流桿換熱器的優勢。外導流筒比內導流筒的流體阻力可減少近一倍，并使流體分布更加合理。

本實用新型在使用折流圈構成管束支撐方法上有以下優點：采用矩形折流桿，其長邊與波距相匹配，組成的折流圈使管與桿結合緊密，不會發生圓桿在管子的波谷處而引起的松動，保證了管束的剛性。

為了進一步增加管束的剛性，可采用2～4塊環形折流板與折流圈共同組成管束的支撐籠。環形折流板焊接在籠體的縱向導軌上，既保證了流體的順流流動，又增加了管束的剛性，便于安裝與維護。

經工業應用證明，本實用新型的折流桿換熱器比原光管折流桿換熱器的總傳熱速率提高50％以上，殼程壓力降很低，達到用戶生產工藝要求。與原光管折流桿換熱器的設計相比，節省了大量的投資。

本實用新型的折流桿換熱器，除適用于石油化工外，還可廣泛應用于供熱和電力工業的各種氣-液和液-液熱交換過程，與普通光管折流桿換熱器相比一般總傳熱系數可提高50％，節省約30-40％的換熱面積；在相同換熱面積下，可多回收60％以上的熱量。由于波紋管的管內外均有波紋凸起，可以有效地改變流體流動的方向并沖刷管壁，防止垢阻的生成，可以達到防垢和自潔的目的，實現在整個開工周期中維持較高的傳熱效果。當采用本實用新型外導流折流桿換熱器時，比內導流進一步降低殼程阻力，更突出了采用折流桿結構的優越性。

下面結合附圖詳細說明本實用新型。附圖是為了更好地說明本實用新型而繪制的，不能理解為對本實用新型范圍的限制。

附圖1：本實用新型的一種整體示意圖。

附圖2：本實用新型的管束結構示意圖。

附圖3：外導流筒結構示意圖。

附圖4：環形支撐板示意圖。

如附圖1所示，本實用新型包括殼體1和管束2。附圖1所示為外導流式結構。附圖2給出了管束2的結構示意圖。折流圈4由矩形折流桿5焊接在外圈上組成，多個折流圈4將厚壁波紋管3夾緊，形成的管束如同籠子形狀。矩形折流桿5的長邊與厚壁波紋管3的波距相匹配，一般取1～1.2倍的波距。附圖3給出了外導流筒6的結構，這也是目前工程上常用的結構形式。附圖4為環形折流板7的設置情況，環行折流板7的設置數量根據管束的剛性情況而定，一般為2～4塊。