管壳式换热器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提出一种管壳式换热器，包括壳体及设于壳体内的传热管，所述传热管内设有使得管内流体产生连续扰流的扭带，所述扭带为片状体在其长度方向上扭转所形成的扰流子。采用本实用新型的管壳式换热器，可实现低雷诺系数下管内对流换热效果的加强，而且可降低管内结垢现象的产生。
【专利说明】管壳式换热器
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及工程传热【技术领域】，特别涉及一种具有内插扭带传热管的管壳式换热器。
【背景技术】
[0002]随着科技和工程传热技术的快速发展，换热器已广泛应用于建筑业、核工业等领域。
[0003]管壳式换热器与传统的套管式换热器相似，其传热过程主要是管内对流换热、管壁热传导以及管外对流换热。对流换热的效果越强，换热器的换热效果就越好。对于管内对流换热，管内流体流动的雷诺系数越大，对流换热的效果就越好。
[0004]然而，常规的管壳式换热器存在如下缺点，一方面，由于系统工艺参数等因素的限制，常规管壳式换热器管内流体流动的雷诺系数不可能太大，而影响到管内对流换热的效果，降低了换热器的换热效果。另一方面，随着管壳式换热器使用年限的增加，管内会出现结垢现象，因此会降低换热器的换热能力。
实用新型内容
[0005]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种增强管内对流换热效果且降低管内结垢现象的管壳式换热器。
[0006]本实用新型提供一种管壳式换热器，包括壳体及设于壳体内的传热管，所述传热管内设有使得管内流体产生连续扰流的扭带，所述扭带为片状体在其长度方向上扭转所形成的扰流子。
[0007]根据本实用新型的一个实施例，所述扭带的当量直径小于所述传热管的内径。
[0008]根据本实用新型的一个实施例，所述传热管为U型，所述扭带的长度小于或等于所述传热管的直管段的长度。
[0009]根据本实用新型的一个实施例，所述壳体内设有用于支撑所述传热管的支撑件，所述支撑件上设有穿孔，所述传热管插设于所述穿孔内。
[0010]根据本实用新型的一个实施例，所述支撑件的高度小于所述壳体的直径，相邻的支撑件的顶端分别与壳体的顶部和底部之间形成有交错排列的流体通道。
[0011]根据本实用新型的一个实施例，所述支撑件为折流板或三叶孔支撑板。
[0012]根据本实用新型的一个实施例，所述壳体包括壳体本体以及用于连接壳体本体和其它元件的连接段，所述壳体本体和所述连接段之间夹设有管板，所述传热管插设于所述管板上所设的开孔内。
[0013]根据本实用新型的一个实施例，所述壳体本体上设有第一法兰，所述连接段上设有第二法兰，所述壳体本体和所述连接段通过所述第一法兰、所述第二法兰以及穿过所述第一法兰和所述第二法兰的螺栓连接在一起。
[0014]根据本实用新型的一个实施例，所述管板与所述壳体本体之间以及所述管板与所述连接段之间分别设置有环形的密封垫片。
[0015]根据本实用新型的一个实施例，所述壳体本体上设有壳侧入口及疏水管嘴，所述连接段上设有管侧入口、管侧出口及排气管嘴和疏水管嘴。
[0016]本实用新型的有益效果是，由于所述管壳式换热器的传热管内设有扭带，一方面，使得传热管内的流体流过扭带的旋转面时，可以连续的产生扰流并冲刷传热管的内壁面，从而实现低雷诺系数下管内对流换热效果的加强，进而增强换热器的换热效果。另一方面，扰流对传热管壁面的冲刷，可大大降低管内结垢现象的产生，从而确保换热器的换热能力。
[0017]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举实施例，并配合附图，详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型管壳式换热器的一个实施例的立体示意图。
[0019]图2是图1中管壳式换热器的进/出口段的剖视示意图。
[0020]图3是图1中管壳式换热器的部分剖视示意图。
[0021]图4是图1中管壳式换热器的传热管的部分剖视示意图。
【具体实施方式】
[0022]为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的管壳式换热器的【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如下:
[0023]请参见图1及图2，本实用新型实施例的管壳式换热器100，包括壳体10、设于壳体10内的传热管20以及靠近壳体10的进/出口端的管板30。
[0024]壳体10包括壳体本体11以及位于壳体本体10的两个相对端、用于连接壳体10和其它元件的连接段12。其中，壳体本体11呈U型，其包括两个直管段Ila及位于上述两个直管段之间的弯管段lib。壳体本体11的两端分别向外凸设有第一法兰11c。与之相对应，各连接段12上也分别向外凸设有第二法兰12c。第一法兰Ilc和第二法兰12c通过螺栓连接，而将壳体本体11和连接段12连接在一起。管板30夹设于壳体本体11和连接段12之间，其与壳体本体11和连接段12之间采用环形的密封垫片13进行密封。
[0025]壳体本体11在靠近第一法兰Ilc的管段的上部设有壳侧入口 I ld，并在靠近第一法兰Ilc的管段的下部设有疏水管嘴He。壳侧入口 Ild和疏水管嘴lie的延伸方向均垂直于壳体10的轴向，壳侧入口 Ild为填入壳体10和传热管20之间的液体入口，疏水管嘴Ile为填入壳体10和传热管20之间的液体出口，通过将液体放出壳体10可防止壳体10内的液体在壳体10处于非使用状态时因受冷而凝结。
[0026]其中一个连接段12在其中部设有沿轴向延伸的管侧入口 12d，其中另一个连接段12在其中部设有沿轴向延伸的管侧出口 12e，并且，上述两个连接段12均在其上部和下部分别设有垂直于连接段12轴向的排气管嘴12f和疏水管嘴12g。管侧入口 12d为由其它元件流入传热管20的流体的入口，管侧出口 12e为由传热管20流向其它元件的流体的出口，通过管侧入口 12d和管侧出口 12e可进行本实用新型的管壳式换热器100与其它元件的热交换。排气管嘴12e为传热管20内因受热或其它原因产生的气体的出口，疏水管嘴12g为填入传热管20的液体的出口。
[0027]管板30上设有若干开孔，传热管20插设于所述开孔内，通过先焊接后胀接的方式固定至管板30上。具体而言，可以将传热管20的顶端穿出管板30的端面，利用焊接的方式将穿出管板30的部分焊接至管板30上，然后采用胀接的方式使传热管30位于开孔内的部分膨胀而与管板壁紧密结合；可以理解的，先焊接后胀接的固定方式也可以是使传热管20的顶端稍微缩进管板30的端面一定的距离，然后利用焊接的方式将传热管20的顶端焊接至管板30上，然后采用胀接的方式使传热管30位于开孔内的其它部分膨胀而与管板壁
紧密集合。[0028]如图3所示，壳体10的内部还设有若干支撑件40，所述支撑件40上设有穿孔，所述传热管20插设于所述穿孔内，由所述支撑件40支撑固定。所述支撑件40可以是折流板或者三叶孔支撑板，但不限于此。支撑件40通常为一个直径与壳体内径相等的圆盘截掉一个弓形部分所留下的弓形部分，该留下的弓形部分上开设有用于插设传热管20的若干穿孔。由关于支撑件40形状的叙述可以知道，这些支撑件40的高度略小于壳体10的主体部分的直径，并且，这些支撑件40以交错排列的方式排列于壳体10的直管段11a，也就是说，相邻的两个支撑件40的顶端(即顶部和底部)分别与壳体10的顶部和底部相接触，而由于支撑件40的高度小于壳体10的主体部分的直径，而在支撑件40的顶端与壳体10的顶部和底部之间形成有交错排列的流体通道lif，这些交错排列的流体通道IIf可以增加壳体10和传热管20之间的流体的扰动，提高热交换率。
[0029]传热管20也为U型，并包括两段直管段和一段弯管段，所述弯管段包括两段相同的半圆形筒体，该两段半圆形筒体在传热管20的直管段装入壳体本体11的直管段Ila之后，焊接在一起，然后同时焊接到传热管20的直管段上。壳体10的弯管段Ilb的结构和固定方式与传热管20相同，在此不再赘述。
[0030]如图3和图4所示，传热管20内设有使得管内流体产生连续扰流的扭带21。扭带21为片状体在长度方向上绕顺时针或逆时针的方向扭转所形成的扰流子。扭带21的当量直径略小于传热管20的内径。扭带21的长度小于或等于传热管20的直管段的长度。本实例中，扭带21的材质为金属，最好为易于导热的金属，例如铝、铜。可以理解，扭带21的材质也可以为其他金属或金属外的其它具有良好耐热性的材质。在将扭带21插入传热管20内之后，可在距离传热管20的端部入口处的一定长度内进行焊接，而使得扭带21与传热管20固定连接，从而确保扭带21能承受管内流体的流动冲击。
[0031]综上所述，本实用新型的有益效果是:由于管壳式换热器100的传热管20内设有扭带21，一方面，使得传热管20内的流体流过扭带21的旋转面时，可以连续的产生扰流并冲刷传热管20内壁面，从而实现低雷诺系数下管内对流换热效果的加强，进而增强换热器的换热效果。另一方面，扰流对传热管20壁面的冲刷，可大大降低管内结垢现象的产生，从而确保换热器的换热能力。
[0032]以上所述，仅是本实用新型的实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种管壳式换热器，包括壳体及设于壳体内的传热管，其特征在于，所述传热管内设有使得管内流体产生连续扰流的扭带，所述扭带为片状体在其长度方向上扭转所形成的扰流子。
2.如权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述扭带的当量直径小于所述传热管的内径。
3.如权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述传热管为U型，所述扭带的长度小于或等于所述传热管的直管段的长度。
4.如权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述壳体内设有用于支撑所述传热管的支撑件，所述支撑件上设有穿孔，所述传热管插设于所述穿孔内。
5.如权利要求4所述的管壳式换热器，其特征在于，所述支撑件的高度小于所述壳体的直径，相邻的支撑件的顶端分别与壳体的顶部和底部之间形成有交错排列的流体通道。
6.如权利要求4所述的管壳式换热器，其特征在于，所述支撑件为折流板或三叶孔支撑板。
7.如权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述壳体包括壳体本体以及用于连接壳体本体和其它元件的连接段，所述壳体本体和所述连接段之间夹设有管板，所述传热管插设于所述管板上所设的开孔内。
8.如权利要求7所述的管壳式换热器，其特征在于，所述壳体本体上设有第一法兰，所述连接段上设有第二法兰，所述壳体本体和所述连接段通过所述第一法兰、所述第二法兰以及穿过所述第一法兰和所述第二法兰的螺栓连接在一起。
9.如权利要求7所述的管壳式换热器，其特征在于，所述管板与所述壳体本体之间以及所述管板与所述连接段之间分别设置有环形的密封垫片。
10.如权利要求7所述的管壳式换热器，其特征在于，所述壳体本体上设有壳侧入口及疏水管嘴，所述连接段上设有管侧入口、管侧出口及排气管嘴和疏水管嘴。
【文档编号】F28D7/10GK203605764SQ201320668326
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2013年10月28日
【发明者】秦志强 申请人:中国广核集团有限公司, 中科华核电技术研究院有限公司, 中广核工程有限公司