[實(shí)用新型]一種傳熱管和使用該傳熱管的氣體換熱器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320764850.X
• 申請(qǐng)日: 2013-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203687726U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張正國(guó);徐濤;高學(xué)農(nóng);陸應(yīng)生;李俊杰;曾松峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué);廣東南方堿業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): F28F1/10
• 分類號(hào): F28F1/10;F28F9/02;F28F9/24;F28F21/08
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 付茵茵;楊曉松

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及換熱器領(lǐng)域，特別是涉及一種波紋扁管傳熱管和使用該傳熱管的氣體換熱器。

背景技術(shù)

實(shí)現(xiàn)氣體與氣體間換熱的氣體換熱器廣泛應(yīng)用于化工、動(dòng)力、冶金、石化等領(lǐng)域，比如：工業(yè)高溫?zé)煔獾挠酂峄厥绽谩⒖諝庾鳛槔鋮s介質(zhì)的冷卻器等。由于氣體的導(dǎo)熱系數(shù)低、比熱容小，導(dǎo)致氣體與氣體熱交換過(guò)程的傳熱系數(shù)很低。為提高氣體換熱器的傳熱能力，目前廣泛使用的氣體換熱器主要采用管套翅片的結(jié)構(gòu)形式，即在傳熱管外脹接或焊接不同類型的翅片（圓形、矩形、鋸齒形等），如專利CN200920228636.6、CN200920085129.1、CN200920085128.7、CN200820066394.0，通過(guò)翅片結(jié)構(gòu)來(lái)擴(kuò)展換熱面積從而提高傳熱性能。這種形式的換熱器雖然換熱面積能提高幾倍甚至十幾倍，但換熱器面積的擴(kuò)展帶來(lái)體積龐大、重量增加。同時(shí)，管套翅片的換熱器結(jié)構(gòu)，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中造成翅片在管表面的松脫，形成熱阻，并導(dǎo)致?lián)Q熱器傳熱性能顯著降低。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是：提供一種體積小巧從而排列數(shù)量盡可能多的傳熱管。

本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是：提供一種傳熱管緊密排布從而傳熱系數(shù)更高的氣體換熱器。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種傳熱管，它為空心的扁管；在傳熱管的橫截面上，傳熱管上、下兩端的距離小于左、右兩端的距離。采用這種結(jié)構(gòu)后，殼體體積一定的情況下，能排布數(shù)量更多的傳熱管，有效增加傳熱面積，提高傳熱效率。

傳熱管的上、下兩端的內(nèi)、外壁面均為凹凸壁面。采用這種結(jié)構(gòu)后，加強(qiáng)氣體紊流，有效提高傳熱效率。

傳熱管的橫截面上，上端管壁和下端管壁均為波浪狀，左端管壁和右端管壁均為圓弧狀。采用這種結(jié)構(gòu)后，不僅能加強(qiáng)氣體湍動(dòng)，還能提高傳熱面積，有效提高傳熱效率。

傳熱管的材料為碳鋼、不銹鋼、銅或合金。采用這種結(jié)構(gòu)后，取材靈活方便。

一種氣體換熱器，使用上述的傳熱管。采用這種結(jié)構(gòu)后，氣體換熱器可獲得很好的傳熱效率。

氣體換熱器，包括封頭、管板、殼體、定距管和折流柵；管板設(shè)置在殼體的兩端，封頭設(shè)置在管板的外側(cè)；折流柵垂直于殼體的長(zhǎng)度方向設(shè)置；將多個(gè)折流柵相隔一定間距固定在殼體內(nèi)的定距管安裝于兩管板之間；多根平行設(shè)置的傳熱管形成管束將兩管板連通，傳熱管由折流柵支撐；一端的封頭上設(shè)置第一開(kāi)口，另一端的封頭上設(shè)置第二開(kāi)口，殼體靠近第一開(kāi)口處設(shè)置第三開(kāi)口，殼體靠近第二開(kāi)口處設(shè)置第四開(kāi)口。采用這種結(jié)構(gòu)后，定距管固定折流柵，折流柵支撐定距管和傳熱管，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。

第一開(kāi)口為熱氣體進(jìn)口，第二開(kāi)口為熱氣體出口，第三開(kāi)口為冷氣體出口，第四開(kāi)口為冷氣體進(jìn)口。采用這種結(jié)構(gòu)后，即逆流換熱，傳熱溫差小。

傳熱管按正方形布管排列。采用這種結(jié)構(gòu)后，即所有傳熱管的擺放方向相同，沿著相互垂直的橫向和縱向陣列，結(jié)構(gòu)緊湊，在殼體大小固定時(shí)可排放更多的傳熱管。

折流柵包括圓環(huán)和圓環(huán)內(nèi)相互平行的支撐條，傳熱管穿過(guò)支撐條之間；相鄰兩折流柵的支撐條相互垂直，其中一個(gè)折流柵的支撐條之間的間距與傳熱管上、下兩端的距離相應(yīng)，另一個(gè)折流柵的支撐條之間的間距與傳熱管左、右兩端的距離相應(yīng)。采用這種結(jié)構(gòu)后，不存在氣體流動(dòng)死區(qū)。

氣體換熱器為固定管板式換熱器或浮頭式換熱器。采用這種結(jié)構(gòu)后，結(jié)構(gòu)設(shè)置靈活。

總的說(shuō)來(lái)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：氣體換熱器具有流體流動(dòng)均勻、壓降低、沒(méi)有死區(qū)、傳熱系數(shù)高的優(yōu)點(diǎn)。

1.折流柵使得氣體在殼程流動(dòng)均勻，呈連續(xù)平穩(wěn)的縱向流，不存在流動(dòng)死區(qū)，壓降低。

2.相鄰折流柵的支撐條垂直設(shè)置，使得氣體的旁路流和泄漏流影響小，流動(dòng)過(guò)程中氣體對(duì)傳熱管組成的管束的振動(dòng)破壞小。

3.采用傳熱管采用雙面強(qiáng)化管結(jié)構(gòu)，其內(nèi)外表面具有波紋結(jié)構(gòu)，使得管內(nèi)、外氣體在表面流動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生強(qiáng)烈湍動(dòng)，促進(jìn)邊界層的擾動(dòng)和分離，從而提高氣體的對(duì)流傳熱系數(shù)；同時(shí)，采用扁管，管束排布緊湊，單位換熱器體積內(nèi)具有更高的傳熱面積。

4.熱氣體與冷氣體實(shí)現(xiàn)完全逆流換熱，傳熱溫差小。

5.結(jié)合折流柵、扁管和波紋管的結(jié)構(gòu)，氣體換熱器的傳熱系數(shù)高、性能穩(wěn)定、壓降低、緊湊，特別適合氣體與氣體進(jìn)行熱交換的領(lǐng)域中應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1是氣體換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是折流柵的橫截面。

圖3是與圖2相鄰的折流柵的橫截面。

圖4是折流柵和傳熱管的位置關(guān)系圖。