[實用新型]列管式環形通道大通量微通道換熱器

有效

• 申請號: 201420052845.0
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN203704732U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 石祖嘉
• 申請（專利權）人: 石祖嘉
• 主分類號: F28D7/10
• 分類號: F28D7/10;F28F9/12;F28F9/24
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所 32110
• 代理人: 韓曉斌

技術領域

本實用新型涉及微通道換熱器，具體涉及一種列管式環形通道大通量微通道換熱器。

背景技術

在工業生產中實現兩種物料之間熱量傳遞的設備統稱為換熱器。換熱器在工業生產中的應用非常廣，是在石油化工、冶金、電力、輕工、食品等行業普遍應用的一種通用工藝設備。據統計，在煉油、化工裝置中換熱器占總設備數量的40%左右，占總投資的30%～45%，而海水淡化工藝裝置幾乎全部是由換熱器組成的。

上個世紀70年代初發生的世界性的能源危機，有力地促進了強化傳熱技術的發展。但是，經過多年的不斷改進和發展，目前常規換熱器中，傳熱效果比較好的管殼式換熱器其最大換熱效率也只達到了14000w/（m².k）。為了節能降耗，提高工業生產的經濟效益，如何提高換熱器的緊湊度，以達到在單位體積上傳遞更多的熱量，一直以來仍然是換熱器研究和發展應用的目標。

微通道換熱器是一類新型的換熱設備，其特征是通道當量直徑在微米級。由于其通道特征尺度微小，使其具有很高的傳熱能力和很大的傳熱面積/體積比，據報道，液體的傳熱系數可達10⁵W/(m²·K)。因此，微通道換熱器的出現，解決了常規換熱器傳熱效果差的難題。但是，微通道換熱器由于其通道特征尺度微小，物料通量也小，對于在大規模物料需要進行熱交換的石油化工等領域的應用一直是個瓶頸。

發明內容

本實用新型的目的在于：提供一種列管式環形通道大通量微通道換熱器，解決目前常規換熱器傳熱效果差以及現有微通道換熱器物料通量小的難題。

本實用新型的技術解決方案是：該列管式環形通道大通量微通道換熱器包括筒體、列管、套管、一號管板、一號法蘭、一號支撐花板、一號封頭、折流板、二號封頭、二號支撐花板、二號法蘭、二號管板、彈簧、支撐板和螺釘，一號管板和二號管板焊接在筒體內，支撐板也焊接在筒體內，筒體內還帶有折流板，筒體上設有換熱介質進口和換熱介質出口，列管套裝在筒體內，列管的一端焊接在一號管板上，列管的另一端焊接在二號管板上，一號支撐花板和二號支撐花板通過螺釘固定在支撐板上，套管套裝在列管內，套管的兩端做成封閉的圓錐體，分別固定在一號支撐花板和二號支撐花板相應的開孔內，彈簧放置于一號支撐花板和螺釘之間，筒體的一端通過一號法蘭與一號封頭連接，一號封頭上設有物料出口，筒體的另一端通過二號法蘭與二號封頭連接，二號封頭上設有物料進口，整體構成了列管式環形通道大通量微通道換熱器。

本實用新型的套管套裝在列管內，套管與列管之間形成環形間隙，環形間隙間距為0.05～5mm，以0.2～1mm為優，形成環形微通道。

本實用新型的列管的數量為2～10000根，根據生產要求以100～1000根為優，列管的直徑d1為5～108mm，以18～57mm為優，列管的長度L為500～12000mm，以1000～3000mm為優。

本實用新型的一號支撐花板和二號支撐花板上的開孔數量都大于列管的數量，與列管數量相等的開孔與一號管板和二號管板上的開孔同心同軸。

本實用新型的一號支撐花板和二號支撐花板的孔徑d₃小于套管的直徑d₂。

本實用新型具有以下優點：

（1）采用列管式環形通道設計，使得該換熱器微通道的截面積非常大，當進料壓力為0.3Mpa、微通道環隙間距為0.6mm時，單管單環形微通道物料的通量可達到1080?m³/年；當微通道環隙間距為1mm時，該單管微通道物料的通量可達到9000?m³/年；如果制造一臺直徑為600mm的該種換熱器，列管數量約為100根，當環隙為0.6mm時，換熱器的物料年通量就可輕松達到10萬噸級，徹底解決了微通道換熱器如何實現大通量這一世界性難題。

（2）該換熱器比表面積非常大，當列管直徑在25～27mm、環隙為0.5～1mm時，比表面積可達到2，041～4，082m²/m³；而當環隙為0.2mm時，其換熱器比表面積可達到10，616?m²/m³，液體的傳熱系數可達10⁵W/(m²·K)以上。

（3）本實用新型適合各種金屬和非金屬材料制作，尤其以不銹鋼為優。

附圖說明

圖1為本實用新型結構主視示意圖。

圖2為本實用新型A-A剖視示意圖。