[實用新型]一種強化傳熱的折流板換熱器

有效

• 申請號: 201320461708.8
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN203443464U
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 滕立;孫洪濱;王維
• 申請（專利權）人: 撫順石油機械有限責任公司
• 主分類號: F28F9/24
• 分類號: F28F9/24
• 代理公司: 撫順宏達專利代理有限責任公司 21102
• 代理人: 李壯男

一、技術領域

????本實用新型屬于換熱器技術領域，具體涉及一種折流板換熱器。

二、背景技術

????換熱器作為傳熱設備，廣泛應用于各種工業中。提高換熱器的傳熱性能，研究各種傳熱過程的強化問題，設計新穎的緊湊式換熱器，是現代工業發展過程中開發新能源和開展節能工作的重要課題，而且世界各國普遍面臨著能源短缺問題，開發新能源以及如何高效利用現有能源受到了世界各國的普遍關注。目前廣泛應用的換熱器主要有管殼式、螺旋板式、板式和肋片式等幾種，而管殼式換熱器在換熱方面尤為重要。傳統管殼式換熱器殼側良好的傳熱效果是通過在殼側設置普通弓形折流板而得到的。這種結構應用時間長，技術也比較成熟，但這種殼側支撐結構和流體流動方式存在著諸多的缺陷：如流動阻力較大，往往超過允許壓降值；殼側流動存在沖刷不充分的滯留區，滯留區內局部換熱系數很低，因此受熱面利用率不高，導致整體換熱系數降低，同時滯留區內容易積垢，威脅換熱設備的安全運行。

三、發明內容

本實用新型的目的是提供一種強化傳熱的折流板換熱器，通過改變折流板的形狀，并與T型翅片管結合使用，從而使殼程流體周期性的改變流動方向，更好的與T型翅片管進行熱傳遞，以提高換熱器的傳熱系數。

強化傳熱的折流板換熱器由管板、換熱管、折流板、定距管及拉桿組成，換熱管穿過數塊折流板與兩端的管板相連，在管束中間用定距管將折流板按一定的間距隔開，并用拉桿將管束固定，用以支撐整個管束。換熱器管束采用曲面折流板支撐，曲面折流板有兩種板型，分別是S形截面折流板和弓形截面折流板，二者上下交錯，相間排列。

換熱管采用T型翅片管。T型翅片管是在換熱管外表面環繞管壁開有螺旋⊥形隧道，在管壁上形成螺旋T形翅片。

本實用新型將折流板由原來的平板更改為曲面折流板形式，同時采用與T型翅片管結合使用的方式，當流體流過波紋型折流板時，受板壁的作用而周期性的改變流動方向，產生復雜的交錯折流，加上T型翅片管較高的沸騰傳熱能力，更加有利于熱量通過邊界層傳遞，提高強化傳熱效果。?

與傳統常見的換熱器換熱效果相比較，本實用新型具有如下優點：

首先，由于曲面折流板具有周期性變化的規律，能使流體的流動方向不斷變化，從而形成了復雜的折流形式，有效增大湍流程度，流體的流速越大，湍動越激烈，從而強化了傳熱。當殼程流體速度較大時，其壓力損失遠小于弓形折流板的壓力損失，由于壓力損失比較小，故殼程壓力降很小。隨著流體流速加快和湍動度加強，流體對管外邊界層液膜的剪力加大，從而使液膜持續減薄，既提高了傳熱系數，又有除垢防垢作用。又因為折流板是波紋型的，使流體在殼程內流動相當的充分，完全可以避免平板型折流板會產生的傳熱死區。因此，流體的流動使此類換熱器具有換熱效率高、抗震性能好、殼程壓降低、抗結垢性能強等優點。?

其次，換熱管采用T型翅片管，T型翅片管是由光管經過滾軋加工成型的一種高效換熱管。其結構特點是在管外表面形成一系列螺旋環狀T型隧道。管外介質受熱時在隧道中形成一系列的氣泡核，由于在隧道腔內處于四周受熱狀態，氣泡核迅速膨大充滿內腔，持續受熱使氣泡內壓力快速增大，促使氣泡從管表面細縫中急速噴出。氣泡噴出時帶有較大的沖刷力量，并產生一定的局部負壓，使周圍較低溫度液體涌入T型隧道，形成持續不斷的沸騰。這種沸騰方式在單位時間內，單位表面積上帶走的熱量遠遠大于光管，因而這種管型具有較高的沸騰傳熱能力。

第三，曲面折流板與T型翅片管配合使用，起到了事半功倍的效果，由于流體受曲面折流板的作用而周期性的改變流動方向，產生復雜的交錯折流，增強了物料自身的分離和混合，同時也增加了流體邊界的騷動，提高了紊流狀態，破壞了阻礙傳熱的邊界層，有利于熱量通過邊界層傳遞，提高強化傳熱效果，再加之T型翅片管的高效的沸騰傳熱能力，使熱傳遞效率遠遠高于普通換熱器。

本實用新型的曲面折流板結構與T型翅片管組合方式既能有效的提高傳熱系數，又有抗垢和除垢作用。在實際應用中具有總傳熱系數高，節能效果顯著，體積小等特點，具有很高的實用價值。

四、附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型折流板的工作狀態示意圖，殼程流體在折流板間經過二次折返后進入下一循環空間；

圖3為本實用新型的T型翅片管的結構示意圖。

五、具體實施方式

強化傳熱的換熱器管束由管板1、換熱管2、折流板3、4、定距管5及拉桿6組成，換熱管2穿過數塊折流板3、4與兩端的管板1相連，在管束中間用定距管5將折流板3、4按一定的間距隔開，并用拉桿6將管束固定，用以支撐整個管束。換熱器管束采用曲面折流板3、4支撐。換熱管2采用T型翅片管。T型翅片管是在換熱管外表面環繞管壁開有螺旋⊥形隧道7，在管壁上形成螺旋T形翅片8。換熱管2兩端采用強度焊+貼脹的連接形式與前、后兩塊管板1連成一體。