專利名稱：渦旋管熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種間壁式熱交換器。
背景技術(shù)：
間壁式熱交換器可分為管式熱交換器、板式熱交換器、夾套式熱交換器以及各種異型結(jié)構(gòu)傳熱面組成的特殊類型熱交換器等類型。其中管殼式熱交換器是在一個(gè)圓筒形外殼內(nèi)設(shè)置許多平行管子(管束)，換熱流體分別流經(jīng)管內(nèi)空間(管程)和管外空間(殼程)進(jìn)行熱量交換。管殼式熱交換器主要組件有管束、圓筒形殼體、管板以及管箱封頭。其有很多優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低、選材范圍廣泛，處理能力大，能適應(yīng)高溫高壓要求?，F(xiàn)在通用的管殼式熱交換器主要有固定管板式、U形管式、浮頭式和填料涵式四種類型。
固定管板式熱交換器管束與殼體兩端管板固定連接，與其它形式相比結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，重量輕，在管外程數(shù)相同的情況下可排列的管數(shù)多，但它的殼程不能檢修和清洗，同時(shí)當(dāng)管束與殼體的溫差太大而產(chǎn)生不同的熱膨脹時(shí)，常會(huì)使管子與管板的接口脫開，從而發(fā)生介質(zhì)的泄漏。為了避免這一問(wèn)題可在殼體上焊接膨脹節(jié)，膨脹節(jié)只能減小而不能完全消除溫差熱應(yīng)力，且在多管程熱交換器中，這種方法不能照顧到管子的相對(duì)移動(dòng)。
U形管熱交換器由于換熱管管束由U字形彎管組成，管束一端與管板連接，另一端可自由移動(dòng)，不存在溫差熱應(yīng)力問(wèn)題。但U形管結(jié)構(gòu)式使管板的有效利用率降低；同時(shí)U形管管束的中心部分空間對(duì)熱交換器的工作有不利影響。
浮頭式熱交換器一端為固定連接，另一端為滑動(dòng)連接，不存在溫差熱應(yīng)力問(wèn)題。但浮頭蓋與管板法蘭連接有相當(dāng)大的面積，使外殼直徑增加，在管束與殼體之間形成了阻力較小的環(huán)形通道，從而形成流體短路；同時(shí)它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，金屬耗量多。
填料涵式熱交換器一端管板固定而另一端管板可在填料涵中滑動(dòng)，不存在溫差熱應(yīng)力問(wèn)題。但由于填料密封處容易泄漏，故不適用于易發(fā)揮、易燃、易爆、有毒和高壓流體的熱交換，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝不便。
以上熱交換器結(jié)構(gòu)形式各一，但有一共同特點(diǎn)，管束端部與管板連接，管束均采用直管結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)形式有很多優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)又從在許多不足之處。
異型結(jié)構(gòu)傳熱面熱交換器主要類型有螺旋板以及蛇形管熱交換器等。螺旋板熱交換器結(jié)構(gòu)緊湊，換熱系數(shù)高，不易阻塞，缺點(diǎn)在于承壓能力不高，容量受限，檢修困難。蛇形管熱交換器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，操作管理方便，可承受高壓，缺點(diǎn)在于蛇形管外側(cè)介質(zhì)流速很低，換熱系數(shù)小，蛇形管外側(cè)介質(zhì)溫度場(chǎng)均勻，換熱效果差。

發(fā)明內(nèi)容
開發(fā)本實(shí)用新型的目的在于提供一種換熱管束密集，單位空間換熱面利用率高渦旋管熱交換器。這種渦旋管熱交換器，圓筒形外殼體的兩端設(shè)有封頭，一端封頭與殼程流體的進(jìn)口連接，另一端封頭與殼程流體的出口連接，其特征在于在圓筒形外殼體內(nèi)部設(shè)有與其軸線相垂直的渦旋管，渦旋管的兩端分別與管程流體的進(jìn)出口管連接。渦旋管可以為單層渦旋管、雙層渦旋管、多層渦旋管，管程流體的進(jìn)出口管與圓筒形外殼體之間為焊接連接或填料函連接。
本實(shí)用新型技術(shù)特性①完全逆向換熱。
②換熱面充分利用，不存在死區(qū)。
③殼程流體流動(dòng)方向完全垂直管束，流體流動(dòng)狀態(tài)有利于提高換熱系數(shù)，單位空間有效換熱面增加。
④取消管板，改變了管端連接形式和管束結(jié)構(gòu)，消除了溫差應(yīng)力。
⑤渦旋管結(jié)構(gòu)可有效避免管束共振，消除共振作用產(chǎn)生的管束切向力。
⑥渦旋管管束的平面擴(kuò)張收縮運(yùn)動(dòng)可有效減緩管壁結(jié)垢。
⑦流體換熱交叉區(qū)無(wú)焊接點(diǎn)，可避免換熱流體之間腐蝕互漏，安全可靠，使用壽命長(zhǎng)。
⑧整個(gè)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝簡(jiǎn)便，使用和維修方便，使用壽命高于同材質(zhì)普通換熱器。


圖1為渦旋管換熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
利用附圖中所示的例子對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1渦旋管換熱裝置主要構(gòu)件有殼程流體進(jìn)口1 封頭2、管程出口連管3、渦旋管4圓筒形外殼體5、管程進(jìn)口連管6、封頭7以及殼程流體出口8。其中渦旋管4可分為單層渦旋管、雙層渦旋管以及多層渦旋管，不同層渦旋管都由單根管子渦旋而成，中間無(wú)連接焊口。殼程流體進(jìn)口1、封頭2、圓筒形外殼體5、封頭7以及殼程流體出口8之間可采取焊接連接和法蘭連接等方式。渦旋管4進(jìn)出口管段與圓筒形外殼體5之間可采取焊接連接和填料涵連接等方式。渦旋管4進(jìn)出口管端與管程出口連管3以及管程進(jìn)口連管6之間可采取焊接連接和法蘭連接等方式。
權(quán)利要求1一種渦旋管熱交換器，圓筒形外殼體的兩端設(shè)有封頭，一端封頭與殼程流體的進(jìn)口連接，另一端封頭與殼程流體的出口連接，其特征在于在圓筒形外殼體內(nèi)部設(shè)有與其軸線相垂直的渦旋管，渦旋管的兩端分別與管程流體的進(jìn)出口管連接。
2根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋管熱交換器，其特征在于渦旋管可為單層渦旋管、雙層渦旋管和多層渦旋管結(jié)構(gòu)。
3根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋管熱交換器，其特征在于管程流體的進(jìn)出口管與圓筒形外殼體之間為焊接連接或填料函連接。
專利摘要一種渦旋管熱交換器，圓筒形外殼體的兩端設(shè)有封頭，一端封頭與殼程流體的進(jìn)口連接，另一端封頭與殼程流體的出口連接，其特征在于在圓筒形外殼體內(nèi)部設(shè)有與其軸線相垂直的渦旋管，渦旋管的兩端分別與管程流體的進(jìn)出口管連接。渦旋管可以為單層渦旋管、雙層渦旋管、多層渦旋管，管程流體的進(jìn)出口管與圓筒形外殼體之間為焊接連接或填料函連接。它的優(yōu)點(diǎn)是換熱管束密集，單位空間換熱面利用率高；管程、殼程流速適中，綜合換熱系數(shù)大；取消管板，消除了溫差應(yīng)力；流體換熱交叉區(qū)無(wú)焊接點(diǎn)，避免換熱流體之間腐蝕互漏，安全性能高；不易結(jié)垢；承壓能力高；結(jié)構(gòu)緊湊；安裝使用方便。
文檔編號(hào)F28D7/10GK2690836SQ20042003074
公開日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月8日
發(fā)明者曹淑華, 鄧克天, 王先中 申請(qǐng)人:曹淑華