换热管以及具有该换热管的管板式换热器的制造方法
【专利摘要】本申请公开了一种换热管，其具有扁平形状的横截面，并且其外表面上形成有布置在沿换热管轴向的不同位置上的至少两个翅片，所述翅片的延伸方向大致垂直于换热管的轴向。所述换热管可以进一步包括形成在其内部的扰流突起。本申请还公开了一种具有上述换热管的管板式换热器。通过设置翅片和/或扰流突起，在提高换热效率的同时提高了扁平形换热管的机械强度及其承压能力。
【专利说明】
换热管以及具有该换热管的管板式换热器
技术领域
[0001]本实用新型总体上涉及管板式换热器，具体地涉及用于石化、电力等行业加热炉烟气余热回收的管板式换热器以及可应用于该管板式换热器的换热管。
【背景技术】
[0002]管板式换热器相对于传统的管式换热器、板式换热器、热管换热器，在提高换热效率、减小预热器体积及重量、模块化结构设计便于后期维护运行的基础上，降低了冷介质(例如空气)在热介质(例如烟气)侧的泄漏，既提高了加热炉的热效率，又减少了对环境的污染。
[0003]然而，现有的管板式换热器并非完全满足使用需要。人们还希望进一步提高管板式换热器的换热效率，以及进一步改善其耐高压性能。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种管板式换热器以及可应用于该换热器的换热管，其至少进一步提尚了换热效率。
[0005]根据本实用新型的一个方面，提供一种换热管，其具有扁平形状的横截面，并且其外表面上形成有布置在沿换热管轴向的不同位置上的至少两个翅片，所述翅片的延伸方向大致垂直于换热管的轴向。
[0006]—些实施例中，所述扁平形状的横截面的纵横比大于或等于3:1。
[0007]优选地，所述翅片为围绕所述换热管的环形平板翅片。
[0008]优选地，所述翅片仅形成在所述换热管的与所述扁平形状的横截面的宽边对应的侧表面上。
[0009]优选地，所述翅片的延伸方向相对于换热管的轴向偏转一角度，该角度约为88°?85。。
[0010]优选地，所述换热管具有形成于内部的扰流突起。更优选地，所述扰流突起为沿换热管轴向延伸的扰流突片。
[0011 ]根据本实用新型的另一个方面，提供了一种管板式换热器，其包括:壳体，具有相对设置的第一安装板和第二安装板，所述第一和第二安装板上分别形成有对应设置的多个第一安装通孔和多个第二安装通孔;和多个换热管，每一个换热管的一端密封连接至所述第一安装板上的第一安装通孔，另一端密封连接至所述第二安装板上的第二安装通孔，使得所述多个换热管在第一和第二安装板之间呈阵列布置，其中，所述多个换热管中的至少一个换热管具有扁平形状的横截面，并且其外表面上形成有布置在沿换热管轴向的不同位置上的至少两个翅片，所述翅片的延伸方向大致垂直于换热管的轴向。
[0012]—些实施例中，所述至少一个换热管的横截面的纵横比大于或等于3:1。
[0013]优选地，所述翅片为围绕所述至少一个换热管的环形平板翅片。
[0014]优选地，所述翅片仅形成在所述至少一个换热管的与所述扁平形状的横截面的宽边对应的侧表面上。
[0015]优选地，所述翅片的延伸方向相对于换热管的轴向偏转一角度，该角度在88°?85°之间。
[0016]优选地，所述多个换热管中的至少一个具有形成于内部的扰流突起。更优选地，所述扰流突起为沿换热管轴向延伸的扰流突片。
[0017]优选地，所述壳体还包括第一通道板和第二通道板，所述第一和第二通道板设置为彼此相对且与所述至少一个换热管的扁平形状的横截面的宽边平行，并且所述第一通道板和第二通道板分别形成有流体入口和流体出口。
[0018]根据本实用新型，通过在换热管外表面上的翅片和/或在换热管内部设置扰流突起，加强了流体介质在流经换热器/换热管时扰动，从而提高了换热效率。
[0019]此外，随着换热管扁平形状横截面的纵横比增大，换热管的强度及承压能力大幅下降。因此，根据本实用新型，通过设置翅片和/或扰流突起，将大大提高扁平形状的换热管的强度和承压能力。这对于用于高压工作场所，尤其是对于气液(液体高压)换热的情况，是非常有利的。
【附图说明】
[0020]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0021]图1是可应用于管板式换热器的、根据本实用新型实施例的换热管的侧视图；
[0022]图2示出图1的换热管在位置A-A处截取的横截面的一个示例；
[0023]图3示出所述横截面的另一示例；
[0024]图4示出根据另一实施例的换热管的横截面；
[0025]图5为根据所述另一实施例的一种变型的换热管的俯视图图；
[0026]图6示出根据又一实施例的、内表面形成有扰流突起的换热管；
[0027]图7是根据本实用新型实施例的管板式换热器的主视图；
[0028]图8是图7所示管板式换热器的侧视图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
[0030]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0031]图1和图2示出了根据本实用新型一实施例的、可应用于管板式换热器的换热管10A，其中，图1是换热管1A的侧视图；图2示出了换热管1A的横截面的一个示例。图3示出所述横截面的另一示例。
[0032]如图1所示，换热管1A具有管体11和形成在管体11的外表面上的若干个翅片12A。参见图2和图3，换热管1A具有扁平形状的横截面。本实用新型尤其适用于横截面纵横比大于或等于5:1的换热管。在图2所示示例中，管体11具有的横截面为直角矩形。但是本实用新型并不限于此，换热管1A可以具有任何其他适合的扁平横截面。例如，如图3所示的示例中，横截面可以为具有圆角的近似矩形形状。
[0033]本实施例中，翅片12A布置在沿换热管1A轴向Z的不同位置上，并且翅片12A的延伸方向垂直于换热管1A的轴向Z。如图2和图3所示，翅片12A形成为围绕换热管1A的环形平板翅片。
[0034]图4示出了本实用新型另一实施例的换热管1B的横截面。换热管1B具有与换热管1A基本相同的结构，不同之处在于:翅片12B仅形成在换热管1B的与横截面的宽边对应的侧表面上，如图4中所示。尽管图中示出翅片12B形成在跨越所述侧表面的整个宽度上，但是本实施例并不限于此，而是翅片12B可以形成在所述侧表面的部分宽度上，多个翅片12B可以间隔地布置在所述侧表面的宽度上。在一些情况下，例如在翅片通过插接方式安装到管体11上的情况下，根据本实施例构造的换热管1B可以更加方便地制造。
[0035]图5不出了根据图4所不实施例的一种变型的换热管10C。如图所不，换热管1C的翅片12C并不完全垂直于换热管的轴向Z，而是与之偏离，例如翅片12C的延伸方向相对于换热管的轴向Z偏转一角度，所述角度例如约为88°?85°。多个翅片12C可以形成为具有不同的偏离方向或角度。该偏离垂直方向的翅片12C可以一定程度地起到扰流的作用，进一步帮助提尚换热效率。
[0036]上述实施例及其变型中，本实用新型应用于具有扁平形状横截面的换热管，特别是扁平形状的纵横比大于3:1的换热管。随着换热管的扁平形状横截面的纵横比增大，换热管的机械强度降低。根据本实用新型的实施例，通过在换热管上增加翅片，在提高换热效率的同时提高了换热管的机械强度，改善了其承压能力。
[0037]图6示出根据本实用新型又一实施例的换热管10D。换热管1D的管体11也具有扁平形状的横截面。如图所示，换热管1D的内表面上形成有扰流突起14。尽管未示出，但是本领域技术人员会理解，该扰流突起14可以是凸台、突片或任何其他合适的形状。在一个优选的示例中，该扰流突起14形成为大致沿着所述换热管1D的轴向Z延伸的扰流片。
[0038]优选地，换热管1D可以同时具有如上所述的翅片。特别是，在一个优选示例中，换热管1D具有大致沿垂直于换热管轴向Z的方向延伸的翅片，并具有大致沿换热管轴向Z延伸的内部的扰流突片，使得换热管1D在两个方向上得到强度加强，大大地提高换热管的承压能力。
[0039]根据图6所示实施例，本实用新型应用于具有扁平形状横截面的换热管(特别是扁平形状的纵横比大于5:1的换热管)，通过在换热管的内部增加扰流突起，在提高换热效率的同时提高了换热管的机械强度，改善了其承压能力。
[0040]以下参照图7和8，介绍根据本实用新型实施例的、应用了上述换热管的管板式换热器100。其中，图7是管板式换热器100的主视图；图8是其侧视图。
[0041 ]如图所示，管板式换热器100包括壳体20、和安装在壳体20内的多个换热管10。具体而言，壳体20具有相对设置的第一安装板21和第二安装板22(见图2);第一和第二安装板21、22上分别形成有多个第一安装通孔和多个第二安装通孔;每个换热管10的一端密封连接至相应的第一安装通孔中，另一端密封连接至相应的第二安装通孔中。这样，如图7和图8所示，多个换热管10在第一和第二安装板之间形成阵列布置。通过管板式换热器100进行换热的第一种流体介质流经换热管10。
[0042]壳体20可以是长方体结构的。壳体20还可以包括彼此相对且布置在换热管10侧面的第一通道板23和第二通道板24;第一通道板23和第二通道板24分别形成有流体入口和流体出口(未示出)。通过管板式换热器100进行换热的第二种流体介质流经从所述流体入口进入，流经换热管10之间的间隙，并从所述流体出口离开管板式换热器100。
[0043]所述多个换热管10中的至少一个换热管10采用以上参照图1至图6描述的根据本实用新型实施例的换热管1A?10D。
[0044]在优选的示例中，所述管板式换热器100中的所有换热管均为根据本实用新型实施例的换热管。
[0045]以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
【主权项】
1.一种换热管，其特征在于，所述换热管具有扁平形状的横截面，并且其外表面上形成有布置在沿换热管轴向的不同位置上的至少两个翅片，所述翅片的延伸方向大致垂直于换热管的轴向。2.如权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述扁平形状的横截面的纵横比大于或等于3:1。3.如权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述翅片为围绕所述换热管的环形平板翅片。4.如权利要求1或2所述的换热管，其特征在于，所述翅片仅形成在所述换热管的与所述扁平形状的横截面的宽边对应的侧表面上。5.如权利要求4所述的换热管，其特征在于，所述翅片的延伸方向相对于换热管的轴向偏转一角度，该角度约为88°?85°。6.如权利要求1-3中任一项所述的换热管，其特征在于，所述换热管具有形成于内部的扰流突起。7.如权利要求6所述的换热管，其特征在于，所述扰流突起为沿换热管轴向延伸的扰流关片O8.一种管板式换热器，包括: 壳体，具有相对设置的第一安装板和第二安装板，所述第一和第二安装板上分别形成有对应设置的多个第一安装通孔和多个第二安装通孔;和 多个换热管，每一个换热管的一端密封连接至所述第一安装板上的第一安装通孔，另一端密封连接至所述第二安装板上的第二安装通孔，使得所述多个换热管在第一和第二安装板之间呈阵列布置， 其特征在于，所述多个换热管中的至少一个换热管具有扁平形状的横截面，并且其外表面上形成有布置在沿换热管轴向的不同位置上的至少两个翅片，所述翅片的延伸方向大致垂直于换热管的轴向。9.如权利要求8所述的管板式换热器，其特征在于，所述至少一个换热管的横截面的纵横比大于或等于3:1。10.如权利要求8所述的管板式换热器，其特征在于，所述翅片为围绕所述至少一个换热管的环形平板翅片。11.如权利要求8或9所述的管板式换热器，其特征在于，所述翅片仅形成在所述至少一个换热管的与所述扁平形状的横截面的宽边对应的侧表面上。12.如权利要求11所述的管板式换热器，其特征在于，所述翅片的延伸方向相对于换热管的轴向偏转一角度，该角度约为88°?85°。13.如权利要求8-10中任一项所述的管板式换热器，其特征在于，所述多个换热管中的至少一个具有形成于内部的扰流突起。14.如权利要求13所述的管板式换热器，其特征在于，所述扰流突起为沿换热管轴向延伸的扰流关片。15.如权利要求8-10中任一项所述的管板式换热器，其特征在于，所述壳体还包括第一通道板和第二通道板，所述第一和第二通道板设置为彼此相对且与所述至少一个换热管的扁平形状的横截面的宽边平行，并且所述第一通道板和第二通道板分别形成有流体入口和 流体出口。
【文档编号】F28F1/42GK205718628SQ201620661035
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】程向锋, 李建伟
【申请人】洛阳明远石化技术有限公司