中央循環(huán)管式蒸發(fā)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，包括筒體、焊接于所述筒體內(nèi)與筒體垂直連接的上管板和下管板，上管板和下管板之間設(shè)有與筒體軸線重合的中央循環(huán)管以及圍繞所述中央循環(huán)管設(shè)置的一組沸騰管，沸騰管外表面沿圓周向設(shè)有若干凹槽和/或微凹面。本發(fā)明提供的中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，在沸騰管管外沿圓周向設(shè)有若干凹槽和/或微凹面，管內(nèi)凸肋深入管中心區(qū)，強化了管內(nèi)中心區(qū)流體的換熱，而管內(nèi)的微小球形凸起對管內(nèi)近壁流體產(chǎn)生周期性的擾動，在相同的流通截面積下，傳熱面積增大，提高了傳熱速率，不易結(jié)垢。
【專利說明】
中央循環(huán)管式蒸發(fā)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及換熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種中央循環(huán)管式蒸發(fā)器。
【背景技術(shù)】
[0002]中央循環(huán)管式蒸發(fā)器屬于自然循環(huán)型的蒸發(fā)器。它是工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用且歷史悠久的大型蒸發(fā)器，至今在化工、輕工、環(huán)保等行業(yè)中仍被廣泛采用。中央循環(huán)管式蒸發(fā)器是從水平加熱室及蛇管加熱室蒸發(fā)器發(fā)展而來，相對于這些老式蒸發(fā)器而言，它具有溶液循環(huán)好、傳熱速率快等優(yōu)點，同時由于結(jié)構(gòu)緊湊、制造方便，應(yīng)用十分廣泛，有“標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器”之稱。但現(xiàn)有的中央循環(huán)管式蒸發(fā)器由于溶液不斷循環(huán)，使加熱管內(nèi)溶液始終接近完成液的濃度，故溶液粘度大，沸點高，有效溫度差減小，對流沸騰傳熱系數(shù)不高且容易產(chǎn)生結(jié)垢。提高自然，溶液的濃度與粘度分布更趨均勻，不易結(jié)垢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種沸騰管外表面沿圓周向設(shè)置若干凹槽或微凹面的中央循環(huán)管式蒸發(fā)器以提高自然對流沸騰傳熱系數(shù)，使溶液的濃度與粘度分布更趨均勻，不易結(jié)垢。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)發(fā)明目的:
一種中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，包括筒體、焊接于所述筒體內(nèi)與筒體垂直連接的上管板和下管板，上管板和下管板之間設(shè)有與筒體軸線重合的中央循環(huán)管以及圍繞所述中央循環(huán)管設(shè)置的一組沸騰管，所述沸騰管外表面沿圓周向設(shè)有若干凹槽或微凹面。
[0005]進一步地，所述沸騰管外表面沿圓周向設(shè)有2?6個凹槽，所述凹槽與沸騰管管體軸線平行且與沸騰管長度相等，沸騰管管體內(nèi)表面設(shè)有分別與所述凹槽數(shù)量相對應(yīng)的凸肋，凹槽與沸騰管管體外表面交接處經(jīng)一段圓弧過渡連接。由此，在相同流通截面積的情況下，傳熱面積增大，同時管內(nèi)凸肋深入沸騰管中心區(qū)，強化了沸騰管中心區(qū)域的管程溶液的換熱。
[0006]進一步地，所述凹槽是以直管為基管經(jīng)過擠壓而成型，制造工藝簡單，成本較低。
[0007]進一步地，所述凸肋與沸騰管管體軸線的距離為沸騰管上基管半徑的1/2?3/4。凸肋接近沸騰管中心區(qū)域，加強了與凸肋相對應(yīng)的凹槽表面的一次蒸汽與沸騰管中心區(qū)域管程溶液的換熱。
[0008]進一步地，所述沸騰管外表面沿圓周向設(shè)有若干微凹面，所述微凹面呈球形設(shè)于沸騰管的外表面沿軸向等間距分布，在沸騰管內(nèi)表面形成與管外微凹面相對應(yīng)的球形凸起。由此，管內(nèi)的微小球形凸起對管內(nèi)近壁流體產(chǎn)生周期性的擾動，破壞流體的流動邊界層和傳熱邊界層，在雷諾數(shù)較小的情況下，也可以形成湍流，提高了低流速時的對流換熱系數(shù)。
[0009]進一步地，所述微凹面的直徑與沸騰管直徑比為1:10。
[0010]進一步地，所述沸騰管與所述上管板和下管板為脹接連接，所述二次蒸汽出口管的下方可拆卸地連有過濾網(wǎng)，脹接連接使沸騰管與上管板和下管板能無縫密封防止管程液體進入殼程而影響換交換，而過濾網(wǎng)可以防止二次蒸汽將一部分管程溶液帶出，同時可拆卸連接可以方便清洗。
[0011]進一步地，所述中央循環(huán)管的截面積為所述沸騰管管束的總截面積的0.5?I倍，由此，單位體積沸騰管內(nèi)溶液的受熱面積大于中央循環(huán)管內(nèi)的受熱面積，受熱好溶液汽化多，因此沸騰管管束內(nèi)的溶液含氣量多，致使密度比中央循環(huán)管內(nèi)的溶液小，這種密度差促使管程溶液作沿中央循環(huán)管下降而沿沸騰管管束上升的循環(huán)運動。
[0012]進一步地，所述殼程冷凝水出口管前段還設(shè)有導(dǎo)流管，可以使殼程冷凝水的流出更容易;所述上管板與上封頭連接形成蒸汽室內(nèi)腔，下管板與下封頭形成下管箱，筒體靠近上管板處連接有殼程一次蒸汽入口管，筒體上與殼程一次蒸汽入口管相對的另一側(cè)靠近下管板處設(shè)有殼程冷凝水出口管，上封頭側(cè)面設(shè)有管程溶液入口管，下封頭底部連接有管程溶液出口管，上封頭頂部設(shè)置二次蒸汽出口管。
[0013]進一步地，所述沸騰管外表面沿圓周向間隔設(shè)有若干凹槽和微凹面，微凹面均勻設(shè)置在兩個相鄰凹槽中的突起上。在沸騰管外表面上凹槽和微凹面的間隔設(shè)置進一步提高了對流換熱系數(shù)。
[0014]本發(fā)明提供的中央循環(huán)管式蒸發(fā)器具有以下優(yōu)點:
1、沸騰管管外沿圓周向設(shè)有若干凹槽或微凹面，管內(nèi)凸肋深入管中心區(qū)，強化了管內(nèi)中心區(qū)流體的換熱，使在自然對流條件下流動而沸騰蒸發(fā)的流道截面上管程溶液的濃度與粘度分布更均勻，顯著提高沸騰管內(nèi)流體對流傳熱系數(shù)及對流擴散能力，不易結(jié)垢;而管內(nèi)的微小球形凸起對管內(nèi)近壁流體產(chǎn)生周期性的擾動，破壞流體的流動邊界層和傳熱邊界層，在雷諾數(shù)較小的情況下，也可以形成湍流，提高了低流速時的對流換熱系數(shù)。
[0015]2、在相同的流通截面積下，傳熱面積增大，提高了傳熱速率。
[0016]3、沸騰管外表面的凹槽或微凹面均可用多種金屬材料擠壓而成，生產(chǎn)工藝簡單，成本較低，可廣泛用于多種換熱設(shè)備。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明中央循環(huán)管式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實施例1沸騰管的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實施例2沸騰管的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明實施例3沸騰管的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:I一筒體，2—上管板，3—下管板，4一中央循環(huán)管，5—沸騰管，51—凹槽，52—凸肋，53—圓弧，54—突起，55—微凹面，56—球形凸起，6—蒸汽室內(nèi)腔，7—下管箱，8—殼程一次蒸汽入口管，9一殼程冷凝水出口管，10—管程溶液入口管，11一管程溶液出口管，12—二次蒸汽出口管。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步詳細(xì)的說明。其中，附圖僅用于示例性說明，表示的僅是示意圖，而非實物圖，不能理解為對本專利的限制；為了更好地說明本發(fā)明的實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產(chǎn)品的尺寸;對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。
[0019]本發(fā)明實施例的附圖中相同或相似的標(biāo)號對應(yīng)相同或相似的部件;在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，若有術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此附圖中描述位置關(guān)系的用語僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
[0020]實施例1
如圖1和圖2所示，一種中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，包括筒體1、焊接于筒體I內(nèi)與筒體I垂直連接的上管板2和下管板3，上管板2和下管板3之間設(shè)有與筒體I軸線重合的中央循環(huán)管4以及圍繞中央循環(huán)管4設(shè)置的一組沸騰管5，上管板2與上封頭連接形成蒸汽室內(nèi)腔6，下管板3與下封頭形成下管箱7，筒體I靠近上管板2處連接有殼程一次蒸汽入口管8，筒體I上與殼程一次蒸汽入口管8相對的另一側(cè)靠近下管板3處設(shè)有殼程冷凝水出口管9，上封頭側(cè)面設(shè)有管程溶液入口管10，下封頭底部連接有管程溶液出口管11，上封頭頂部設(shè)置二次蒸汽出口管12，中央循環(huán)管4的截面積為沸騰管5管束的總截面積的0.5倍，以使沸騰管5內(nèi)管程液體和中央循環(huán)管4內(nèi)的液體形成密度差促使管程溶液作沿中央循環(huán)管4下降而沿沸騰管5管束上升的循環(huán)運動。
[0021]其中，沸騰管5外表面沿圓周向設(shè)有4個凹槽51，凹槽51與沸騰管5管體軸線平行且與沸騰管5長度相等，沸騰管5管體內(nèi)表面設(shè)有分別與凹槽51數(shù)量相對應(yīng)的凸肋52，凹槽51與沸騰管5管體外表面交接處經(jīng)一段圓弧53過渡連接，凸肋52與沸騰管5管體軸線的距離為沸騰管5上基管半徑的1/2，凹槽51是以直管為基管經(jīng)過擠壓而成型。
[0022]此外，為了使沸騰管5與上管板2和下管板3能無縫密封防止管程液體進入殼程而影響換交換，沸騰管5與上管板2和下管板3采用脹接連接；
其中，二次蒸汽出口管12的下方可拆卸地連有過濾網(wǎng)以防止二次蒸汽將一部分管程溶液帶出，同時可拆卸連接可以方便清洗。
[0023]此外，殼程冷凝水出口管9前段還設(shè)有導(dǎo)流管以使殼程冷凝水的流出更容易排出。
[0024]實施例2
如圖1和圖3所示，中央循環(huán)管式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)與實施例1相同，不同之處在于:沸騰管5外表面沿圓周向設(shè)有8個微凹面55，微凹面55呈球形設(shè)于沸騰管5的外表面沿軸向等間距分布，在沸騰管5內(nèi)表面形成與管外微凹面55相對應(yīng)的球形凸起56，微凹面55的直徑與沸騰管5直徑比為1:10。
[0025]實施例3
如圖1和圖4所示，中央循環(huán)管式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)與實施例1相同，不同之處在于，為了進一步提高對流換熱系數(shù)，沸騰管5外表面沿圓周向間隔設(shè)有4條凹槽51和4個微凹面55，4個微凹面55均勻設(shè)置在兩個相鄰凹槽51中的突起54上。
[0026]以上所述的僅是本發(fā)明的一些實施方式。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，其特征在于:包括筒體、焊接于所述筒體內(nèi)與筒體垂直連接的上管板和下管板，上管板和下管板之間設(shè)有與筒體軸線重合的中央循環(huán)管以及圍繞所述中央循環(huán)管設(shè)置的一組沸騰管，所述沸騰管外表面沿圓周向設(shè)有若干凹槽和/或微凹面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，其特征在于:所述沸騰管外表面沿圓周向設(shè)有2?6個凹槽，所述凹槽與沸騰管管體軸線平行且與沸騰管長度相等，沸騰管管體內(nèi)表面設(shè)有分別與所述凹槽數(shù)量相對應(yīng)的凸肋，凹槽與沸騰管管體外表面交接處經(jīng)一段圓弧過渡連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，其特征在于:所述凹槽是以直管為基管經(jīng)過擠壓而成型。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，其特征在于:所述凸肋與沸騰管管體軸線的距離為沸騰管上基管半徑的1/2?3/4。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，其特征在于:所述沸騰管外表面沿圓周向設(shè)有若干微凹面，所述微凹面呈球形設(shè)于沸騰管的外表面沿軸向等間距分布，在沸騰管內(nèi)表面形成與管外微凹面相對應(yīng)的球形凸起。6.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，其特征在于:所述微凹面的直徑與沸騰管直徑比為1:10。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，其特征在于:所述沸騰管與所述上管板和下管板為脹接連接，所述二次蒸汽出口管的下方可拆卸地連有過濾網(wǎng)；由此，可以防止二次蒸汽將一部分管程溶液帶出，同時可拆卸連接可以方便清洗。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，其特征在于:所述中央循環(huán)管的截面積為所述沸騰管管束的總截面積的0.5?I倍。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，其特征在于: 所述殼程冷凝水出口管前段還設(shè)有導(dǎo)流管； 所述上管板與上封頭連接形成蒸汽室內(nèi)腔，下管板與下封頭形成下管箱，筒體靠近上管板處連接有殼程一次蒸汽入口管，筒體上與殼程一次蒸汽入口管相對的另一側(cè)靠近下管板處設(shè)有殼程冷凝水出口管，上封頭側(cè)面設(shè)有管程溶液入口管，下封頭底部連接有管程溶液出口管，上封頭頂部設(shè)置二次蒸汽出口管。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，其特征在于:所述沸騰管外表面沿圓周向間隔設(shè)有若干凹槽和微凹面，微凹面均勻設(shè)置在兩個相鄰凹槽中的突起上。
【文檔編號】B01D1/12GK106075940SQ201610712118
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月24日
【發(fā)明人】黃德斌, 黃華健
【申請人】佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院