[實用新型]一種不等間距的纏繞管式換熱器

有效

• 申請號: 201821799104.3
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN209416108U
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 王宇;張賢安;王健良;胡興苗;周奎兒;任紅亮;汪青;陶江;馬慧麗;虞世君
• 申請（專利權）人: 鎮海石化建安工程有限公司
• 主分類號: F28D7/02
• 分類號: F28D7/02;F28F9/00
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 姚娟英

一種不等間距的纏繞管式換熱器，包括有殼體、設置在殼體內的多根換熱管以及第一、第二管板，各換熱管的兩端分別限位在第一、二管板上，且位于第一、二管板之間的換熱管沿殼體的軸向螺旋盤繞在中心筒外而形成內外間隔套置的多層螺旋管，相鄰層螺旋管之間設置有定位該層換熱管的墊條，殼體內沿軸向依次形成有對應殼程流體的氣相區域、氣液相區域和液相區域，其特征在于：位于氣相區域的墊條的厚度要小于位于液相區域的墊條的厚度，且位于氣液相區域的墊條的厚度設計成從氣相區域向液相區域逐漸增厚的結構。采用上述結構后，可以使流體在同一層的不同區域具有不同的流動狀態，可進一步優化纏繞管式換熱器的熱力性能，滿足不同裝置對換熱器的使用要求。

技術領域

本實用新型涉及一種換熱器，具體指一種纏繞管式換熱器。

背景技術

纏繞管式換熱器因其高效、節能而被廣泛應用于化肥裝置、煉油廠精制裝置等大中型、中高壓等換熱設備中，該纏繞管式換熱器包括有殼體、中心筒、多根換熱管和位于中心筒兩端的第一、第二管板，各換熱管的兩端限位在所述第一、二管板上，且位于第一、二管板之間的換熱管按一定纏繞角度層層纏繞在中心筒之外而形成內外間隔套置的多層螺旋管，相鄰層螺旋管之間設置有軸向鋪設的墊條，即相應層的換熱管通過墊條上的凹槽進行定位，然后在所需部位處再用管箍進行卡牢，最后將管箍的兩側端部焊接固定在墊條上。

使用時，上述纏繞式換熱管和殼體內分別通入不同溫度的流體，兩者在相對流動過程中進行熱傳遞來實現相互換熱的目的。如重整裝置中，冷流為原料油和循環氫的混合物，與熱流反應產物換熱后，冷流將最初的液相石腦油轉變成全部氣相；而熱流反應產物經換熱后，由最初的氣相變成氣液相，再經過冷卻器冷卻并使其中油品冷凝后進入產品分離罐。分離罐頂出來的含氫氣體，一部分作為循環氫，用壓縮機壓縮后再一次與原料混合，構成一個臨氫的循環系統。由此可看到，低壓、高溫是有利于整個重整反應進程，因此現在的許多裝置中(如上述連續重整裝置)一般要求換熱器具要有較高的傳熱效率及較低的壓力損失。

根據努塞爾理論，在兩相傳熱段，流速對其傳熱系數影響較小，但對壓降影響卻較大；在單相傳熱段，流速對壓降及傳熱系數均會有較大影響，因此流體在不同區域(氣相區域、氣液相區域和液相區域)具有不同的傳熱及力學性能。針對殼程發生冷凝或者蒸發的換熱器，為了提高換熱器的傳熱效率，本申請人曾設計出具有不同管徑的多股流換熱器，如中國專利授權公告號為CN205679090U的專利文獻，根據不同流體的不同操作條件，換熱管可以采用不同的管徑，并且相鄰層螺旋管之間的層間距可以不同。即，各層間距是可以變化的，但對于同一層層間距在軸向上均是相同的。因此對于同一層的殼程流體而言，如何改變流速來有效地提高纏繞管式換熱器傳熱效率和降低壓力損失，一直是人們想解決的技術問題。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種能進一步提高換熱效率、降低壓力損失的不等間距的纏繞管式換熱器。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種不等間距的纏繞管式換熱器，包括有殼體、設置在殼體內的多根換熱管以及第一管板和第二管板，各所述換熱管的兩端分別限位在第一、二管板上，且位于所述第一、二管板之間的換熱管沿殼體的軸向螺旋盤繞在中心筒外而形成內外間隔套置的多層螺旋管，相鄰層螺旋管之間設置有定位該層換熱管的墊條，所述殼體內沿軸向依次形成有對應殼程流體的氣相區域、氣液相區域和液相區域，其特征在于：位于氣相區域的所述墊條的厚度要小于位于液相區域的墊條的厚度，且位于氣液相區域的所述墊條的厚度設計成從氣相區域向液相區域逐漸增厚的結構。

在上述方案中，由于流體的性質與溫度有關，即與位置有關，而軸向相同位置上的流體的溫度是基本相同的，因此優選的是，位于氣相區域的所述墊條的厚度相同，位于液相區域的所述墊條的厚度也相同，以使軸向相同位置上的各層間距相同。