一种管壳式换热器的制作方法

本实用新型涉及一种管壳式换热器，尤其涉及一种作为水冷式压缩气体冷却器使用的紧凑型的固定管板式换热器，它主要适用于气体压缩机高温排气的冷却和压缩热再生吸附式干燥机内高温气体的冷却。

背景技术：

根据理想气体状态方程，经过压缩做功后的气体其温度会大幅升高，高温的压缩气体在大多数应用场合都需要冷却降温后才能使用。通常，压缩气体的冷却方式分为风冷和水冷两种冷却方式，而水冷式压缩气体冷却器最普遍的结构型式是管壳式换热器，尤其是固定管板式换热器。由于压缩气体温度高，冷却水温度低，一般壳程走气体，管程走冷却水，以利于节能运行。

现有技术中，水冷式冷却器的换热管束主要采用光滑管和低肋轧齿螺纹管，由于管外传热面积小，换热器体积大、质量重、冷却效果差，而且造价较高。对于压缩热再生吸附式干燥机中高温气体的冷却，较差的冷却效果会严重影响到压缩空气的干燥度即露点指标；这是本领域技术人员所不期望见到的。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本实用新型公开了一种管壳式换热器，包括壳体、前管板、后管板、换热管束、翅片组、折流板、前端管箱和后端管箱；

所述壳体设置于所述前管板和所述后管板之间，且所述壳体上设置有与壳体内部相通的进气口、排气口和排水口；

所述前端管箱与所述前管板固定连接，且所述前管板位于所述前端管箱与所述壳体之间，所述后端管箱与所述后管板固定连接，且所述后管板位于所述壳体和所述后端管箱之间；

所述换热管束设置于所述壳体内，且所述换热管束的两端分别与所述前管板和所述后管板固定连接；

所述翅片组包括多张套设于所述换热管束上的翅片；

所述折流板设置于相邻所述翅片组之间、所述翅片组与所述前管板之间、及所述翅片组与所述后管板之间。

上述的管壳式换热器，其中，所述换热管束为叉排或顺排结构布管。

上述的管壳式换热器，其中，所述前端管箱至少包括第一内腔和第二内腔，且所述第一内腔上开设有冷却水入口，所述第二内腔上开设有冷却水出口。

上述的管壳式换热器，其中，所述后端管箱包括至少一个内腔，且所述后端管箱中的内腔数量比所述前端管箱少一个。

上述的管壳式换热器，其中，所述前端管箱和/或后端管箱底部设有放水口。

上述的管壳式换热器，其中，所述管壳式换热器应用于水冷式压缩气体冷却器中。

上述的管壳式换热器，其中，所述前端管箱与所述前管板、及所述后端管箱与所述后管板均通过密封垫和螺栓固定连接。

上述的管壳式换热器，其中，所述翅片的形状为矩形。

上述的管壳式换热器，其中，所述折流板的形状为弓形，且所述折流板的材质为ABS、PVC、铝、紫铜或不锈钢。

上述的管壳式换热器，其中，所述换热管束和翅片的材质为铝、紫铜或不锈钢。

上述实用新型具有如下优点或者有益效果：

本实用新型公开了一种管壳式换热器，采用套片管束，气侧换热面积比采用光管或螺纹轧齿肋化管大幅增加，使得换热器结构更紧凑、换热效率更高、质量更轻，并具有水垢清洗方便、气体和水分离效果较好等优点，且由于折流板、换热管束和翅片可选用多种材质，从而可以适应不同工作介质和工作温度的要求。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1是本实用新型实施例中管壳式换热器的结构示意图；

图2是图1中AA处的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步的说明，但是不作为本实用新型的限定。

如图1和2所示，本实施例涉及一种管壳式换热器，可应用于水冷式压缩气体冷却器上，该管壳式换热器壳程走压缩气体，管程走冷却水；具体的，该管壳式换热器包括壳体8、前管板71、后管板72、换热管束10、翅片11、折流板12、前端管箱5和后端管箱15，换热管束10为叉排或顺排结构布管，翅片11均匀地套在管束外并用机械或液压方式胀紧，多张翅片11构成的翅片组之间、翅片组与前管板71、及翅片组与后管板72之间设有折流板12（在本实用新型的实施例中，多张翅片11构成的翅片组之间、翅片组与前管板71、及翅片组与后管板72之间共设有5块折流板12），请参照图2所示（图2也可以描述为管壳式换热器去除前端管箱5后的右视图），换热管束10左右两侧各设二根挡管16，且挡管16穿过折流板12并固定在折流板12上。换热管束10两端以胀接、焊接或胀焊并用的方式固定在前管板71和后管板72上，壳体8焊接于前管板71和后管板72之间，前端管箱5与所述前管板71采用密封垫6和螺栓紧固连接，且前管板71位于所述前端管箱5与壳体8之间，后端管箱15与所述后管板72固定连接采用密封垫13和螺栓紧固连接，且后管板72位于壳体8和后端管箱15之间。

在本实用新型的实施例中，壳体8为圆筒形壳体；翅片11为设有用于串接换热管束10的冲压有相应翻边通孔的矩形状翅片；折流板12的直径略小于圆筒形壳体8的内径，且折流板12为设有用于串接换热管束10的相应通孔的弓形折流板；圆筒形壳体8设有一个或多个进气口2、出气口1（进气口2、出气口1设置于圆筒形壳体8的顶部）、排水口9（排水口9设置于圆筒形壳体8的底部）；前端管箱5包括四个内腔，其中最下面和最上面的内腔分别开通孔作为冷却水入口4和冷却水出口3（即四个内腔其中两个内腔分别开孔作为冷却水入口4和冷却水出口3，即位于前端管箱5最下面的内腔（称之为第一内腔）设有冷却水入口4，位于前端管箱5最上面的内腔（称之为第二内腔）设有冷却水出口3），后端管箱15包括三个内腔（内腔数比前端管箱5少一个），且后端管箱15底部设有一个放水口14。

具体的，上述管壳式换热器作为压缩热再生吸附式干燥机上的水冷式压缩空气冷却器使用，壳程走压缩空气，工作压力为0.7MPa，管程走冷却水，工作压力为0.25MPa。换热管束10外约110~180℃的高温压缩空气与换热管束10内约30~38℃冷却水进行热交换，被冷却成为约42℃以下常温饱和压缩空气，凝结出来的水分与少量吸附剂粉尘一起从排水口9排除。在冬季、寒冷地区设备停止使用时，为防止冷却水结冰膨胀破坏换热管束10，需将后端管箱15底部的放水口14打开放净冷却水。折流板12采用2mm厚铝板，换热管10采用φ16×0.75紫铜管，翅片11采用0.15mm厚薄铝板，进而能满足工作介质、压力和温度的要求。

综上，本实用新型公开的管壳式换热器，由于采用套片管束，气侧换热面积比采用光滑管提高约12倍，比螺纹轧齿肋化管提高约3~6倍，由于空气与水的物理特性差异明显，空气侧的换热系数远低于水侧的换热系数，大幅度提高空气侧的换热面积，可显著提高总传热系数，使得换热器结构更紧凑、换热效率更高；另外，提高换热面积主要是因为用了铝翅片，而铝的密度、单位重量价格均大幅低于紫铜的价格，所以换热器的质量更轻、造价更低；压缩空气掠过管束和翅片组，也有利于改善凝结水的从压缩气体中分离的效果，可充分满足压缩热再生吸附式干燥机对冷却器的冷却效果和运行稳定性要求。

本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本实用新型的实质内容，在此不予赘述。

以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本实用新型的实质内容。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。