[實用新型]多股流異徑管繞管式換熱器

有效

• 申請號: 201720972136.8
• 申請日: 2017-08-06
• 公開（公告）號: CN207147275U
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 王蕾;吳金星;田倩卉
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: F28D7/00
• 分類號: F28D7/00;F28F1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及管殼式換熱器技術領域，特別涉及一種多股流異徑管繞管式換熱器。

背景技術

換熱器在能源、動力、化工、石油及其它許多工業生產中占有重要地位。繞管式換熱器是一種結構緊湊、換熱效率較高的管殼式換熱器，主要包括管箱、管板、殼體、芯筒和繞管等主要零部件，芯筒固定在兩端管板的中心位置，作為纏繞管束的支撐，多層繞管纏繞在芯筒外側。

現有的繞管式換熱器有單股流和多股流兩大類，但無論哪一類，繞管式換熱器中都是采用同一管徑的換熱管，繞管在芯筒外緊密纏繞，不論是軸向間距還是橫向間距都非常小，從而造成殼程流體的流動阻力較大，殼程流體的擾流效果及對流換熱效果降低。因此，繞管式換熱器中繞管的結構及布置均有待改進。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本實用新型提供了一種多股流異徑管繞管式換熱器。

本實用新型采用的技術方案是：多股流異徑管繞管式換熱器包括殼體、管箱、管板、芯筒、繞管、定位條、殼程進出口管、管程進出口管、分程隔板和耳式支座，其特征在于：對于芯筒外每一層繞管，都由兩種管徑的繞管交替纏繞而成，同層繞管之間的軸向間距用定位條定位，相鄰內外層繞管的螺旋角相同而纏繞方向相反；所有繞管的兩端按照管徑大小分成兩個管束，其每一端的兩個管束有兩種布置方式：一是每一段的兩個管束分別布置在同一塊管板的兩個區域，且在管板上及管箱內設置分程隔板而將兩個區域分開；二是每一端的兩個管束分別布置在兩塊小管板上，兩塊小管板分別設置管箱和進出口管，穿過封頭并對稱固定在封頭的45°角位置；兩種管束布置方式均構成管程雙股流。

所述繞管不僅限于采用兩種管徑，當采用多種管徑的繞管時，芯筒外每一層繞管都由多種管徑的繞管依次纏繞而成，每一種管徑的繞管管束作為一個管程，每個管束分別布置在同一塊管板的多個區域，且在管板上及管箱內對應設置分程隔板而將各個區域分開，從而構成管程多股流。

所述繞管采用多種管徑時，每一種管徑的繞管管束采用獨立的小管板，每個小管板分別設置管箱和進出口管，穿過封頭并對稱固定在封頭的45°角位置，從而構成管程多股流。

每種繞管的管徑大小根據實際運行工況下每個管程流體的工藝條件而定。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：一是多種管徑的繞管采用一塊管板上分區布置或多個小管板布置，從而構成管程流體多股流，實現了多種工況的管程流體同時與一種殼程流體換熱，可替代多個普通管式換熱器，改善了殼程流體的綜合換熱效果；二是在芯筒外每一層繞管都采用多種管徑的繞管依次纏繞方式，增大了內外層繞管之間的徑向間隙和同層繞管之間的軸向間隙，可顯著減小殼程流體流動阻力，增強殼程流體的湍流度和對流換熱效果；三是采用四管板結構，與雙管板結構相比，可大大減少管板材料消耗，減輕管板重量及換熱器總重量，節約制造成本。

附圖說明

圖1為雙管板的多股流異徑管繞管式換熱器。

附圖1標記：1-分程隔板；2-管箱；3-小徑繞管管程出口管；4-殼程進口管；5-殼體；6-管板；7-小徑繞管管程進口管；8-大徑繞管管程進口管；9-殼程出口管；10-小徑繞管；11-大徑繞管；12-耳式支座；13-芯筒；14-大徑繞管管程出口管。

圖2為四管板的多股流異徑管繞管式換熱器。

附圖2標記：1-殼程進口管；2-小徑繞管的管程出口管箱；3-封頭；4-管板；5-殼體；6-小徑繞管；7-小徑繞管的管程進口管箱；8-殼程出口管；9-大徑繞管的管程進口管箱；10-大徑繞管；11-芯筒；12-耳式支座；13-大徑繞管的管程出口管箱。

具體實施方式

下面結合附圖對多股流異徑管繞管式換熱器的組裝過程進一步說明。

以雙管板的雙股流異徑管繞管式換熱器為例，首先，將芯筒與兩端的管板焊接固定，然后，每一層繞管都由多種管徑的繞管按照設計的螺旋角依次纏繞在芯筒外，接著，所有繞管的兩端按照管徑大小分成兩個管束，其一端的兩個管束分別穿入同一塊管板的兩個區，其另一端的兩個管束再分別穿入另一塊管板對應的兩個區。

對于四管板的雙股流異徑管繞管式換熱器，首先，將芯筒與兩端類似管板的圓形框架焊接固定，然后，每一層繞管都由多種管徑的繞管按照設計的螺旋角依次纏繞在芯筒外，接著，所有繞管的兩端按照管徑大小分成兩個管束，其一端的兩個管束分別穿過圓形框架而穿入兩塊管板，其另一端的兩個管束再分別穿入對應的另外兩塊管板。