專利名稱：一種高效折流桿熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于壓力容器的換熱設(shè)備。
折流桿熱交換器是美國PHILLIPS公司在八十年代初期開發(fā)的產(chǎn)品，并且不斷地更新。美國專利US4342360、US4286366、US4657073、US5058664等，都公開了折流桿換熱器的結(jié)構(gòu)形式。綜觀這些專利的特點有1、折流圈是由許多平行的折流桿(圓形、橢圓形、矩形、矩齒形、方形等)焊接在外圈上而組成。四個折流圈從四個方向夾緊換熱管，所形成的管束如同籠子形狀。2、管束的整體剛性是工程實施的關(guān)鍵，在管束的支撐方式上做了多方面的研究。3、換熱管有光滑管和低翅片管。
換熱管是折流桿換熱器的關(guān)鍵元件。國內(nèi)外廠家已經(jīng)開發(fā)出來了多種形式的換熱管。其中波紋管是一種雙面強化傳熱的管型，內(nèi)外壁被軋成環(huán)狀波紋凸肋，其內(nèi)壁能改變流體邊界層的流動狀態(tài)、外壁能增大擾動，達(dá)到雙面強化傳熱的目的。目前國內(nèi)供熱、電力行業(yè)的波紋管換熱器都是不銹鋼薄壁波紋管系列，其壁厚一般為管子直徑的2％，約為0.3-0.5mm，不適合于石油化工企業(yè)的高溫高壓操作條件。
中國專利ZL99216010.3，
公開日2000.5.24，公開號CN2379970Y公開的一種厚壁波紋管，是以通用換熱管為基管經(jīng)無切屑軋制成厚壁波紋管，其壁厚一般為管子直徑的10％，約為1.6-2.5mm。材質(zhì)有碳鋼、低合金鋼和不銹鋼。此種厚壁波紋管適合于石油化工企業(yè)的高溫高壓操作條件。
本實用新型的目的在于利用厚壁波紋管，開發(fā)出一種高效能的折流桿熱交換器，滿足石油化工企業(yè)的需要。
本實用新型的折流桿熱交換器包括殼體、管束，其特征在于管束由厚壁波紋管經(jīng)折流圈支撐而成，折流圈采用矩形折流桿，矩形折流桿的長邊為1～1.2倍的厚壁波紋管的波距。
本實用新型所用厚壁波紋管，即中國專利99216010.3公開的一種厚壁波紋管，其壁厚一般為管子直徑的10％。
本實用新型采用厚壁波紋管實現(xiàn)了雙側(cè)強化傳熱的效果，適合于石油化工企業(yè)的高溫高壓操作條件。推薦，殼體采用外導(dǎo)流筒結(jié)構(gòu)，使流體流經(jīng)管咀的阻力減至最小，這樣與極低的管束阻力相一致，可以充分發(fā)揮折流桿換熱器的優(yōu)勢。外導(dǎo)流筒比內(nèi)導(dǎo)流筒的流體阻力可減少近一倍，并使流體分布更加合理。
本實用新型在使用折流圈構(gòu)成管束支撐方法上有以下優(yōu)點采用矩形折流桿，其長邊與波距相匹配，組成的折流圈使管與桿結(jié)合緊密，不會發(fā)生圓桿在管子的波谷處而引起的松動，保證了管束的剛性。
為了進一步增加管束的剛性，可采用2～4塊環(huán)形折流板與折流圈共同組成管束的支撐籠。環(huán)形折流板焊接在籠體的縱向?qū)к壣?，既保證了流體的順流流動，又增加了管束的剛性，便于安裝與維護。
經(jīng)工業(yè)應(yīng)用證明，本實用新型的折流桿換熱器比原光管折流桿換熱器的總傳熱速率提高50％以上，殼程壓力降很低，達(dá)到用戶生產(chǎn)工藝要求。與原光管折流桿換熱器的設(shè)計相比，節(jié)省了大量的投資。
本實用新型的折流桿換熱器，除適用于石油化工外，還可廣泛應(yīng)用于供熱和電力工業(yè)的各種氣-液和液-液熱交換過程，與普通光管折流桿換熱器相比一般總傳熱系數(shù)可提高50％，節(jié)省約30-40％的換熱面積；在相同換熱面積下，可多回收60％以上的熱量。由于波紋管的管內(nèi)外均有波紋凸起，可以有效地改變流體流動的方向并沖刷管壁，防止垢阻的生成，可以達(dá)到防垢和自潔的目的，實現(xiàn)在整個開工周期中維持較高的傳熱效果。當(dāng)采用本實用新型外導(dǎo)流折流桿換熱器時，比內(nèi)導(dǎo)流進一步降低殼程阻力，更突出了采用折流桿結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實用新型。附圖是為了更好地說明本實用新型而繪制的，不能理解為對本實用新型范圍的限制。
附


圖1本實用新型的一種整體示意圖。
附圖2本實用新型的管束結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3外導(dǎo)流筒結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖4環(huán)形支撐板示意圖。
如附
圖1所示，本實用新型包括殼體1和管束2。附
圖1所示為外導(dǎo)流式結(jié)構(gòu)。附圖2給出了管束2的結(jié)構(gòu)示意圖。折流圈4由矩形折流桿5焊接在外圈上組成，多個折流圈4將厚壁波紋管3夾緊，形成的管束如同籠子形狀。矩形折流桿5的長邊與厚壁波紋管3的波距相匹配，一般取1～1.2倍的波距。附圖3給出了外導(dǎo)流筒6的結(jié)構(gòu)，這也是目前工程上常用的結(jié)構(gòu)形式。附圖4為環(huán)形折流板7的設(shè)置情況，環(huán)行折流板7的設(shè)置數(shù)量根據(jù)管束的剛性情況而定，一般為2～4塊。
權(quán)利要求1．一種折流桿熱交換器，包括殼體(1)、管束(2)，其特征在于管束(2)由厚壁波紋管(3)經(jīng)折流圈(4)支撐而成，折流圈(4)采用矩形折流桿(5)，矩形折流桿(5)的長邊為1～1.2倍的厚壁波紋管(3)的波距。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于導(dǎo)流結(jié)構(gòu)為外導(dǎo)流筒(6)結(jié)構(gòu)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱交換器，其特征在于管束(2)上設(shè)有環(huán)行折流板(7)。
專利摘要本實用新型公開了一種高效折流桿熱交換器,其管束由厚壁波紋管經(jīng)折流圈支撐而成,折流圈采用矩形折流桿,矩形折流桿的長邊為1～1.2倍的厚壁波紋管的波距,為了進一步增加管束的剛性,還可附加2～4塊環(huán)形折流板支撐。本實用新型采用厚壁波紋管實現(xiàn)了雙側(cè)強化傳熱的效果,適合于高溫高壓操作條件。
文檔編號F28F9/24GK2439008SQ0022678
公開日2001年7月11日 申請日期2000年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月4日
發(fā)明者劉巍, 黎國磊, 鄧方義, 韓江聯(lián), 郭宏新, 劉卉 申請人:中國石化集團洛陽石油化工工程公司