[實(shí)用新型]一種多級(jí)交叉換熱管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220536516.4
• 申請(qǐng)日: 2012-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN202902964U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伊云清;梁忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 伊云清;梁忠
• 主分類號(hào): F28F1/38
• 分類號(hào): F28F1/38
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 姜榮麗

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種多級(jí)交叉換熱管，屬換熱技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

凝汽器是汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的重要輔機(jī)之一，它的性能好壞直接影響機(jī)組的運(yùn)行，而它的主要傳熱部件——冷卻管是凝汽器最重要的部分，價(jià)格占其總造價(jià)的一半以上。如何有效提高凝汽器的傳熱系數(shù)，最主要的就是冷卻管，因此冷卻管選型是凝汽器的設(shè)計(jì)關(guān)鍵。

早在1958年，美國(guó)西弗吉河谷電站投運(yùn)了世界上第一臺(tái)冷卻面積為5109m²的不銹鋼管凝汽器，隨后日本、歐洲等主要的制造商也開始使用不銹鋼管。

由于我國(guó)使用不銹鋼管凝汽器起步比國(guó)外晚30年左右，人們對(duì)此認(rèn)識(shí)也不廣泛，盡管不銹鋼管材以其抗腐蝕性能強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)為實(shí)踐所證實(shí)，但其因?yàn)閷?dǎo)熱系數(shù)小于銅管而使理論總體傳熱系數(shù)比銅管小了6％，很少有人愿意冒險(xiǎn)使用它。到2005年為止，除了少數(shù)300MW機(jī)組采用不銹鋼外，絕大多數(shù)機(jī)組都采用了銅管。

這種條件下，人們自然會(huì)聯(lián)想到，是否能有一種冷卻管，既有較強(qiáng)的耐腐蝕性和使用壽命，又具有較高的傳熱系數(shù)。這樣涌現(xiàn)出了一大批各種手段的強(qiáng)化換熱管，其中包括多頭螺旋槽換熱管、菱形強(qiáng)化換熱管、波紋螺旋換熱管、換熱器用波紋換熱管、螺旋波紋換熱和翅片等。通過幾年的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)單頭的螺旋槽管在加工、換熱方面有些優(yōu)勢(shì)，但是也有兩個(gè)主要問題困擾著它，那就是抗振性能和結(jié)垢之后除垢的問題。由于螺紋管的形狀特點(diǎn)，造成其具有彈簧效應(yīng)，不利于抗振，同時(shí)為了達(dá)到強(qiáng)化換熱的效果其加工螺紋深度較大，造成結(jié)垢之后不方面清洗，尤其是在大機(jī)組上，極大的影響了運(yùn)行的持續(xù)性。還有一些廠家為了追求高效換熱效果，在管內(nèi)加螺旋飄帶之類的裝置，造成結(jié)垢之后無法清洗的缺點(diǎn)，極大的影響了機(jī)組運(yùn)行的安全性。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種多級(jí)交叉換熱管，通過研究，此換熱管使用在凝汽器中能使抗垢、除垢、水阻、抗振、強(qiáng)化換熱等方面綜合達(dá)到一個(gè)最佳值。

本實(shí)用新型的多級(jí)交叉換熱管是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

在所述的換熱管的兩端各有一段光管段，用于安裝；

在所述的換熱管中間段是沿管體方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的三條平行且間距相等螺旋線和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的三條平行且間距相等螺旋線相互交叉構(gòu)成的多級(jí)交叉立體結(jié)構(gòu)，所述的平行螺旋線之間的間距相等，但順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的三條螺旋線與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的三條螺旋線深度、寬度不一樣。螺旋線的交叉在垂直于管體方向會(huì)形成三個(gè)完整的正方形結(jié)構(gòu)，且三個(gè)正方形大小一樣。由于螺旋線的壓制擠壓，會(huì)形成螺旋線在管外凹下，在管內(nèi)突起；正方形在管外突起，在管內(nèi)凹下。

所述螺旋線的交叉角度a=90°。

所述螺旋線與管體垂直方向的夾角b=45°。

所述螺旋線中，順時(shí)針（或逆時(shí)針）旋轉(zhuǎn)的螺旋線的加工深度和寬度分別為H₁=0.5mm，R₁=0.5mm；逆時(shí)針（或順時(shí)針）旋轉(zhuǎn)的螺旋線的加工深度和寬度分別為H₂=0.8mm，R₂=0.8mm。

本實(shí)用新型采用上述方案的優(yōu)點(diǎn)是：

（1）因?yàn)轫樐媛菪€的深度和寬度不一樣，形成多級(jí)擾流，增強(qiáng)了紊流和旋流的效果，有效破壞靜止附面層。

（2）在保證抗垢、除垢效率的前提下，最大化提高換熱效率。

（3）多級(jí)加強(qiáng)管體強(qiáng)度，利于抗振。

本實(shí)用新型在保證抗垢、抗振、除垢等方面效果的同時(shí)，最主要的是大幅提高了換熱效率，相比原來的光管可以提高40%的換熱效率，對(duì)節(jié)能減排起到了重要意義。

附圖說明

圖1是換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的A-A截面放大圖；

圖3是圖1所示換熱管沿B-B方向剖開展平圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明。

本實(shí)用新型的多級(jí)交叉換熱管兩端是光管段，中間段為沿管體方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的三條平行且間距相等螺旋線和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的三條平行且間距相等螺旋線交叉形成的多級(jí)交叉立體結(jié)構(gòu)。兩組螺旋線的加工數(shù)據(jù)不相等，其中一組螺旋線的加工深度H₁=0.5mm，寬度R₁=0.5mm，另一組螺旋線的加工深度H₂=0.8mm，寬度R₂=0.8mm。兩組螺旋線交叉形成三個(gè)完整的正方形，且正方形大小一致。由于螺旋線的壓制擠壓，會(huì)形成螺旋線在管外凹下，在管內(nèi)突起；正方形在管外突起，在管內(nèi)凹下。所述的突起和凹下都是相對(duì)于光管段的管壁而言的。