[實用新型]具有強化傳熱元件的換熱管

有效

• 申請號: 201220338239.6
• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN202747879U
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 李錦輝;孫長庚;韋劉柯;楊慶蘭;張來勇;郭慧波;宋學明;吳德娟;畢可珍;胡仲才
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司;中國寰球工程公司
• 主分類號: F28F1/40
• 分類號: F28F1/40
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本實用新型涉及一種換熱管，特別是涉及一種用于化工、熱電廠、冶金及食品加工領域具有增強傳熱效果、減小管內壁結垢的換熱管，該換熱管內部表面設置有強化傳熱元件。

背景技術

通過換熱管壁實現管內外介質交換能量在實際工程中應用廣泛，普通的換熱管為光管，其內外管壁比較平滑，結構簡單，加工方便，應用廣泛，可在高溫、高壓等苛刻的條件下使用，且檢修方便。但是在實際應用中存在熱效率不高等缺陷，在有些對換熱能力要求高的工況下不宜采用，在某些管內介質存在可能沉積雜質的情況下使用也受到了限制。為增強換熱效果，目前已有板翅式換熱器等多種單位體積換熱面積大大高于管式換熱器的換熱設備，但是由于受設計、制造、選材和加工工藝等多方面限制原因，難以應用于高溫、高壓等苛刻條件，更無法處理含有固體或易生成可沉淀物質的或可結焦介質。另外，由于其結構特點，當換熱器內部發生泄漏時難以發現泄漏點，不易維修。

授權公告號為CN202074870的實用新型專利公開了一種換熱管，該換熱管包括蛇形管，該蛇形管彎折形成多個換熱管段，相鄰的換熱管段之間連接有換熱片，該換熱片為沿垂直于換熱管段軸線的方向發生折彎的折彎件，從而防止換熱片與換熱管段之間的連接位置由于熱膨脹而發生撕裂，顯著提高了換熱管的使用壽命。但該結構的換熱管不具有增強傳熱效果、減小管內壁結垢的效果。

授權公告號為CN202101591的實用新型專利公開了一種翅片換熱管，通過將管體內壁設置成齒條狀結構，通過齒條狀結構增加了管體內壁的換熱面積，同時使得管內部的換熱流體處于紊流狀態，增大了擾動性，極大地提高了換熱效率，延長了換熱管的使用壽命。但該結構的換熱管內壁較容易結垢，不容易清理，難以處理含有固體或易生成可沉淀物質的介質。

專利號為ZL200380103179.3的發明專利公開一種具有螺旋翅片的裂化管，翅片形成在管的內表面上并且相對于管的軸線傾斜，離散地布置在一個或多個螺旋軌跡上，從管的一個軸向端到其另一個軸向端的管的整個軸向長度上不存在翅片。翅片用于攪拌管內流體，可最大程度地抑制壓力損失，同時有效地促進熱量傳輸到流體上。由于管內翅片相對于管的軸線傾斜，且呈螺旋形分布，在壓力損失較小和增強傳熱方面具有很好的效果，但如果用于管內介質存在可能沉積雜質的情況，則不可避免的造成管內壁結垢，不易清理和維修。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種具有強化傳熱元件的換熱管，具有增強傳熱效果、減小管內壁結垢的換熱管。

本實用新型所述的一種具有強化傳熱元件的換熱管，所述強化傳熱元件為水滴狀的流線型、三棱錐形或半橢球形，離散地布置在換熱管的內壁上，當換熱管的內表面展開時，強化傳熱元件在換熱管內壁上的排布方式為：呈三角形排布或由多個三角形組合而成的排布方式或能分解為多個三角形的排布方式，其中優選所述三角形為等腰三角形。

本實用新型的換熱管，所述強化傳熱元件的高度與換熱管半徑的比值（d1/R）為0.05-0.4，強化傳熱元件的長度與其高度的比值（d2/d1）為0.5-10。

本實用新型的換熱管，所述兩個強化傳熱元件的縱向（沿管長）距離與強化傳熱元件的長度比（D1/d2）為0.5-20，所述強化傳熱元件的橫向（垂直于管長）距離與換熱管橫截面的周長比（D2/2πR）為0.05-0.5，。所述縱向距離是指當換熱管的內表面展開時，順著流體方向前后兩個相鄰強化傳熱元件之間的距離；所述橫向距離是指當換熱管的內表面展開時，垂直于流體方向上兩個相鄰強化傳熱元件之間的距離。

本實用新型的換熱管，所述水滴狀的流線型強化傳熱元件的排布方式與管內流體的方向呈0～90度夾角。所述水滴狀的流線型是任意表面光滑的頭圓尾尖的水滴的形狀。更優選在換熱管內壁上的排布是圓頭部迎著流體方向，尖尾部順著流體方向。

本實用新型的換熱管，所述三棱錐形強化傳熱元件的尖頭部分迎著流體方向，寬頭部分順著流體方向。所述三棱錐形強化傳熱元件優選正三棱錐形的形狀。

本實用新型的換熱管，所述半橢球形強化傳熱元件長徑與流體方向的夾角為0～90度。所述半橢球形的強化傳熱元件的短徑長度與其高度的比值為1-3，長徑長度與短徑長度的比值為1-10，所述高度是指強化傳熱元件在換熱管半徑方向上延伸的尺寸。所述長徑為半橢球形傳熱元件與換熱管接觸的面中較長的軸，所述短徑為半橢球形傳熱元件與換熱管接觸的面中較短的軸。

本實用新型還涉及上述換熱管的應用，可用于熱電廠、化工、冶金或食品加工領域的換熱設備。

特別適用于工業爐中管式爐爐管且管內介質含有易結垢物質的工況。