专利名称：一种管子自支承式换热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及管壳式换热器，具体是指一种无需管间支撑物、靠换热器内传热管互相支承的管子自支承式换热器。
管壳式换热器是当今世界上应用最广泛的换热设备，多年来，世界各国为了提高这类换热器的性能、提高其传热效率和紧凑性，降低材料消耗和成本等，对其进行了不断地改进。传统的管束式换热器采用弓形折流板，70年代中期美国菲利普公司开发出了折流杆纵向流换热器，80年代又推出了强化管束加折流杆支撑物换热器。91年西德的GRIMMA公司推出了一种孔板式纵向流换热器。国内也陆续报道了梅花孔板式，空心环等纵向流新壳程结构。与传统的折流板换热器相比，这些纵向流换热器总传热系数有较大提高，壳程流体阻力大大降低，管束的抗振性能良好，但这些换热器壳程均需安装较多的杆式或板式折流圈来支撑管子和扰动流体，以提高传热效果，这不仅使金属材料消耗量大，且不可避免地引起制造和安装上的不便。
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，设计一种无需管间支撑物，靠换热管自身来互相支撑的，既能节省管子支撑物材料，又能使换热器壳程传热效率提高的管子自支承式换热器。
本实用新型换热器壳体内的换热管束是由普通传热圆管和钉肋管相间、交错排列而成，其钉肋管的钉尖与相邻管子的外表面呈点接触，两种管子之间互相支撑并构成壳程扰流流道。传热圆管可以是强化传热管或者光滑管。传热管可呈三角形排列或正方形排列。另外与壳体内壁相邻的最外圈管子尽量采用钉肋管或者多数为钉肋管，以克服影响传热主要因素的旁路流。在这种换热器中壳程的流体呈纵向流动，流经钉肋时，钉状扩展表面受到流体的横向绕流，流体边界层不断被破坏和重新发展，所以换热强度很高。
与现有技术相比具有如下优点1、钉肋管与普通传热圆管混合排列，管子间点接触形成自支撑，省去了传统的折流板或折流杆等管间支撑物，能减少换热器的金属消耗量和加工工时。
2、采用钉肋管和普通传热圆管混合管束，与纯钉肋管管束相比，可减少1/2～2/3钉肋管的加工，且这种钉肋扩展表面加工工艺较简单，混合管束使管子间的支撑更为可靠，管子的刚度提高，加上流体呈纵向流，可从根本上消除管子产生流体诱导振动破坏，且工作中管子不易结垢。
3、钉肋管与普通传热圆管之间形成壳程扰流流道，当流体流经钉肋时，流速增加，边界层不断被破坏，增加了流体湍动程度，因此与其他管壳式换热器相比传热系数明显提高，流体阻力相对小。
4、由于钉肋的长度等于两种管子基管外径之间的距离，管心距可以较小，故管子在换热器壳体内排列十分紧凑，有效地减小了换热器的尺寸和重量。
5、与壳体内壁相邻的最外圈管子多数为钉肋管，这样还可减少或解决其他管束不能解决的影响传热主要因素的旁路流。
图1为管子自支承式换热器管束呈三角形排列的结构示意图；图2为管子自支承式换热器管束呈三角形排列的结构示意图的左视图；图3为管子自支承式换热器管束呈正方形排列的结构示意图；图4为管子自支承式换热器管束呈正方形排列的结构示意图的左视图。
结合如下实施例及其附图对本实用新型作进一步的描述。
实施例1管子自支承式换热器与现有技术中的管壳式换热器基本相似，均可按照现行规范GB151-98《钢制管壳式换热器》来设计、制造。如
图1，2所示本实用新型的特点是管束是由光滑管1和钉肋管2相间，交错按三角形排列而成，钉肋管的外直径由换热管束的管心距的大小而定，呈三角形排列的传热管中至少一根为钉肋管，其钉肋与光滑管的外表面呈点接触，从而达到管子之间相互支撑。钉肋管2两端留有一定长度不嵌钉肋，规格与光管1相同，两种管子的两端固定方式与传统管壳式换热器相同。
实施例2如图3，4所示，传热管束是由强化传热管1和钉肋管2相间交错呈正方形排列而成，与壳体内壁相邻的最外圈管子多为钉肋管2，钉肋管的钉尖与相邻的强化传热管的外表面呈点接触，从而达到两种管子之间的相互支撑。其他设计、制造、固定、安装等方式均与实施例1相同。
权利要求1.一种主要由换热管束和换热器壳体组成的管子自支承式换热器，其特征在于，壳体内的换热管束由普通传热圆管和钉肋管相间、交错排列而成；钉肋管的钉尖与相邻管子外表面呈点接触。
2.根据权利要求1所述的一种管子自支承式换热器，其特征在于与壳体内壁相邻的最外圈管子为钉肋管或多数为钉肋管。
3.根据权利要求1所述的一种管子自支承式换热器，其特征在于传热管为强化传热管或光滑管。
4.根据权利要求1，2，3所述的一种管子自支承式换热器，其特征在于换热管按三角形排列，其中至少有一钉肋管。
5.根据权利要求1，2，3所述的一种管子自支承式换热器，其特征在于换热管按正方形排列。
专利摘要本实用新型提供了一种管子自支承式换热器。它由传热圆管和钉肋管相间、交错排列而成,钉肋管的外直径由换热管束的管心距的大小而定,使钉肋管的钉肋与圆管的外表面呈点接触,从而达到两种管子之间能互相支承并构成壳程扰流流道。使用本实用新型的换热器,壳程传热系数明显提高,流体阻力相对小;换热器紧凑且工作中不易结垢。
文档编号F28F1/24GK2410614SQ0022722
公开日2000年12月13日 申请日期2000年1月27日 优先权日2000年1月27日
发明者江楠, 才建东 申请人:华南理工大学