[發(fā)明專利]一種空間雙渦管彈性管束換熱器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111281560.5
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN114018074A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 季家東;倪旭旺;高潤淼;張經(jīng)緯
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F28D7/08
• 分類號(hào): F28D7/08;F28F13/12;F28F21/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于傳熱技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種空間雙渦管彈性管束換熱器。該換熱器利用振動(dòng)實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)化傳熱，管束采用紫銅材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)不銹鋼材料，柔性材料不易發(fā)生破壞有利于延長使用的壽命，同時(shí)管束震動(dòng)能夠達(dá)到自動(dòng)除水垢的作用。空間雙渦管采用多組雙彎管，增加了殼程流體的流動(dòng)路徑，使得殼程流體充分吸收熱量，從而進(jìn)一步提高傳熱效果；采用質(zhì)量塊使流體在較低速度下更易產(chǎn)生振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化傳熱；通過脈動(dòng)流發(fā)生裝置產(chǎn)生的脈動(dòng)流沖擊質(zhì)量塊，使得渦流管內(nèi)產(chǎn)生二次流，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化傳熱，還可以實(shí)現(xiàn)對于空間雙渦管彈性管束的振動(dòng)激發(fā)與控制；通過設(shè)置在管程、殼程出入上的法蘭，通過連接管能夠?qū)崿F(xiàn)換熱器組合安裝，強(qiáng)化傳熱效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及換熱技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種基于低流速流體 狀態(tài)下小型雙渦管彈性管束換熱器。

背景技術(shù)

換熱器是一種在不同溫度的兩種或兩種以上流體之間熱量傳遞的節(jié)能 設(shè)備，是使熱量由溫度較高的流體傳遞給溫度較低的流體，使流體溫度達(dá) 到流程規(guī)定的指標(biāo)，以滿足工藝條件的需要，同時(shí)也是提高能源利用率的 主要設(shè)備之一，廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、制冷等工業(yè)領(lǐng)域。

傳統(tǒng)套管式換熱器內(nèi)部傳熱元件采用單根不銹鋼直管，結(jié)構(gòu)簡單，換 熱效率低下。彈性管束換熱器的傳熱原件由傳統(tǒng)的鋼管替換為銅管，使得傳 熱管束具有彈性。采用流體誘導(dǎo)振動(dòng)強(qiáng)化換熱技術(shù)，即利用換熱器殼程內(nèi)的 流體誘導(dǎo)換熱器管束振動(dòng)，以達(dá)到強(qiáng)化換熱的目的，無需要額外消耗能源。 流體誘導(dǎo)振動(dòng)是比較有潛力的強(qiáng)化換熱技術(shù)，而設(shè)計(jì)適合殼程流體誘導(dǎo)振動(dòng) 的彈性管束換熱器是其中的關(guān)鍵。然而，彈性管束換熱器由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的 限制，無法對殼程流體導(dǎo)流使殼程流體充分吸收熱量，因此其強(qiáng)化傳熱效果并不明顯，且換熱器在實(shí)際工作時(shí)，很難實(shí)現(xiàn)各排管束的均勻振動(dòng)，易發(fā)生 疲勞破壞。由于社會(huì)發(fā)展的迅速，大量換熱器尺寸大，質(zhì)量大，限制了其 在許多高精尖技術(shù)領(lǐng)域的使用。基于上述換熱器存在的問題，急需設(shè)計(jì)一種 換熱效率高、振動(dòng)均勻性好的新型換熱器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種空間雙渦管彈性管束換熱 器。本發(fā)明通過設(shè)計(jì)全新的結(jié)構(gòu)，利用脈動(dòng)流發(fā)生裝置提高管束振動(dòng)的均勻 性，同時(shí)利用脈動(dòng)流沖擊雙渦管中間的質(zhì)量塊使得管內(nèi)產(chǎn)生二次流，充分利 用殼程流體誘導(dǎo)振動(dòng)強(qiáng)化傳熱。

本發(fā)明的技術(shù)方案包括：一種空間雙渦管彈性管束換熱器，包括左/右封 頭、管程出/入口管、脈動(dòng)流發(fā)生器、質(zhì)量塊、雙渦管、左/右管板、筒體、法 蘭、封頭法蘭、密封墊片、殼程出/入口管、管束支架、固定支架。雙渦管由 螺旋方向相同的兩個(gè)紫銅管組成，兩個(gè)旋向相同的紫銅管之間通過質(zhì)量塊連 接成為一個(gè)整體。管程入口管、管程出口管分別固定連接在左右封頭上； 筒體固定連接在左右管板之間，且筒體和左右管板之間設(shè)有墊片；左右封頭 分別與左右管板固定連接在一起，且左右管板與封頭之間設(shè)有墊片。該換熱 器可單個(gè)使用，也可通過設(shè)置在各出入口上的法蘭、連接管和固定支架實(shí)現(xiàn) 多個(gè)換熱器的組合安裝使用。

本發(fā)明的技術(shù)方案還包括：所述脈動(dòng)流發(fā)生器左側(cè)貫穿左管板、左封頭 于外界，且左側(cè)外接封頭法蘭；所述擾流體內(nèi)嵌在脈動(dòng)流發(fā)生器中。

本發(fā)明的技術(shù)方案還包括：所述雙渦管有12組，且等間距地固定連接 在左、右管板之間，雙渦管由管束支架支撐，可通過調(diào)節(jié)管束支架個(gè)數(shù)， 達(dá)到控制振動(dòng)的目的。

本發(fā)明的技術(shù)方案還包括：所述換熱器主體結(jié)構(gòu)固定在固定支架上，所 述換熱器兩端接有左右封頭，所述封頭與連接管相連接，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)換熱器 之間的組合安裝使用。