[發明專利]一種強化傳熱管

有效

• 申請號: 200910055792.1
• 申請日: 2009-07-31
• 公開（公告）號: CN101619949A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 李保有;涂國華;劉海軍;喬親親;盧永生;郭英鋒;薄建民;方守毅;馮恩明
• 申請（專利權）人: 惠生工程（中國）有限公司
• 主分類號: F28F1/40
• 分類號: F28F1/40;F28F13/02
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本發明涉及一種傳熱管，尤其是涉及一種強化傳熱管。

背景技術

隨著能源危機的日益加劇，設備的節能降耗問題就凸現出來，目前乙烯裂解爐 是各乙烯裝置中的耗能大戶，因此各乙烯裂解爐生產商都把研究重點轉移到乙烯裂 解爐的節能降耗方面了。要降低乙烯裂解爐的能耗，有效的途徑就是提高乙烯裂解 爐的換熱效率。本技術領域的人員都知道，傳熱效率的高低與換熱管的比表面積和 熱阻有關。比表面積越大，傳熱效率越高；熱阻越小，傳熱效率越高。

專利CN1260469A中描述了一種扭曲片管，扭曲角度為100～360度，扭曲比 為2～3之間。該扭曲片管應用于裂解爐或管式加熱爐，可減薄管內流體的邊界層 流層和提高換熱管的傳熱效率，目前，一些乙烯裝置的乙烯裂解爐采用了該扭曲片 管，扭曲片的扭曲角度一般為180度。由于該扭曲片管需采用真空冶煉熔模精鑄技 術制造，很難制作出扭曲角度更大(扭曲角度超過180度)的扭曲片管，因此限制 了扭曲片管的使用效果。

專利CN2144807Y中描述了一種強化傳熱管，該強化傳熱管可用于乙烯裂解 爐和管式加熱爐，由單片螺旋片及管體組成，螺旋片插入管體中起導向作用，使管 內流體產生旋轉，減薄管內流體的邊界層流層，以提高換熱管的傳熱效果。盡管該 換熱管結構比較簡單，制造容易，但使用一段時間后，螺旋片容易產生變形，此時 螺旋片的導向作用下降，情況嚴重時甚至會堵塞換熱管。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種傳熱效果 好，制造簡便，應用靈活的強化傳熱管。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種強化傳熱管，其特征在于，該傳熱管包括外管、固定桿及螺旋帶，所述的 外管為圓柱狀空心管，所述的固定桿為實心金屬棒，所述的螺旋帶焊接在固定桿上 形成內插件放置于外管內。

所述的固定桿上可連續焊接螺旋帶也可分段焊接螺旋帶形成螺旋段。

所述的固定桿上同一螺旋段可焊接1-3片同樣螺旋方向的螺旋帶，螺旋帶采用 與固定桿相同材質的金屬材料。

所述的螺旋帶可以為右旋螺旋帶，也可以為左旋螺旋帶。

所述的螺旋帶的螺旋斜邊與水平方向的螺旋夾角為45°-85°。

所述的固定桿與螺旋帶形成的內插件放置于外管中心，內插件外緣與外管內壁 之間的間距為外管內徑的0-0.4倍。

所述的螺旋帶長度為外管內徑的5-50倍。

所述的固定桿外徑為外管內徑的0.1-0.5倍。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

(1)傳熱效果好

本強化傳熱管的內部存在螺旋帶，管內流體在螺旋帶的導向作用下產生橫向流 動，并不斷對管壁處的邊界層流層進行沖刷，使邊界層流層的厚度減小，從而減小 了邊界層流層的熱阻，進而提高了傳熱效率；

本強化傳熱管內部采用的內插件占據了管內的一定體積，根據比表面積的定義 可知，本強化傳熱管的比表面積比與外管相同內徑的普通管比表面積大了不少，比 等流通面積的普通管也有一定程度的提高。由于比表面積增大，換熱效率也進一步 提高；

(2)制造難度低

本強化傳熱管的制造程序是：外管1、固定桿2和螺旋帶3分別進行制造，然 后把螺旋帶焊接在固定桿上制成插件，再把該插件置入外管內，并采取必要的措施 把插件固定在外管上。整個過程采用的都是非常成熟的制造工藝，因此制造難度比 較低；

(3)成品率高

本技術的強化傳熱管制造中，外管1采用離心澆鑄法制造，成品率比較高，固 定桿和螺旋帶為現成的棒材及帶材，不存在成品率問題，因此本技術的強化傳熱管 的成品率較高；

(4)結構更可靠

應用本發明技術制造的輻射爐管從外觀上看與普通爐管沒有什么區別，輻射爐 管間的焊縫數量沒有增加。在爐管內部存在強化傳熱內插件，內插件由固定桿和螺 旋帶組成，螺旋帶焊接在固定桿上，正是由于固定桿的存在，螺旋帶的剛度得到了 較大的提高，能抵御管內高速流體的沖擊，此種螺旋帶不易變形，結構可靠；

(5)應用靈活