专利名称：一种连续螺旋折流板双壳程组合异形管管束换热器的制作方法
技术领域：
一种连续螺旋折流顿壳程组合异形管管束换热器
駄领域
本实用新型涉及换热器技术领域，特别涉及一种连续螺旋折流板换热器。
背景技术：
工业上使用的换热器有多种结构，在管间支撑物结构方面，主要有单弓折流板、双弓折流板 以及碟环折流板等，目前常用的换热器以单弓折流板支撑管束的结构较多，且传热管主要为光滑 传热管。在弓形折流板换热器中，流#^折流板间往返折流冲刷管束，因折流造成的流体形体阻 力大、压降高，且容易引起管束的振动破坏。同时，光滑管的传热系数较低，也导致了换热器传 热性能差。流#^壳程螺旋流动具有流动均匀、压降低且不易引起管束振动的优点，采用螺旋折 流板作为管间支撑结构的换热器能克服弓型折流板换热器的固有缺点，通过螺旋折流板与异形管 的搭配，可进一步提高换热器的传热性能。目前，螺旋折流板换热器主要包括两大类， 一类是不 设中心管的不连续螺旋折流板换热器，另一类是设有中心管的连续螺旋折流板换热器。不连续的 螺旋折流板一般是由多^形平板组成(见公开于2004年07月14日的中国专利03213481.9和公 开于2004年11月10的中国专利200320106763.1)，相邻两块扇形板之间存在三角形缺口，存在 漏流问题及阻力增加。设有中心管的连续螺旋折流不存在以上问题，且换热器的装配更简单。其 原因是螺旋折流板固定在中心管上，壳程管束装配时传热管更易于在螺旋折流板的管孔中穿过。 但现有连续螺旋折流板换热器的中心管主要是用于支撑螺旋折流板，中心管内没有布置管束(见 见公开于2004年08月04日的中国专利03214056.8和公开于2006年01月11日的中国专利 200510043033.5)，由于中心管的直^il常是换热器壳体直径的20% 40%，这使得单位壳体直径 内布管数量减少，换热器传热面积也减少，尤其是对于壳体直径较大的换热器，损失的面积就更 多，换热器的传热性能下降也更多。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有连续螺旋折流板换热器的上述缺点，提供一种连续螺旋折流 壳程组合异形管管束换热器，换热面积明显提高。 本实用新型通过如下技术方案实现
本实用新型的连续螺旋折流板双壳程组合异形管管束换热器包括封头、壳体、连续螺旋折流 板、传热管之一和、中心管，定距管、管板，在管板之间设有连续螺旋折流板、中心管、传热管 之一和及定距管，定距管和传热管之一穿皿续螺旋折流板，其两头分别与管板相连接，中心管 和传热管之二的两头也分别与管板相连接，连续螺旋折流板由定距管固定，在封头上设有管程进 口和管程出口，在壳体上设有壳程进口和壳程出口，且在换热器的壳程进口和出口对应的中心管 位置开有缺口，弓l导流体进入中心管内并在管束之二的壳程流动；传热管之一的管壁外表面是不 光滑结构，采用连续螺旋折流 行支撑。传热管之一为低肋管、花瓣管、螺旋槽管、横纹管或 縮放管。传热管之一排布可以为三角形布管、转角三角形布管、正方形布管、转角正方形布管或 同心圆布管。换热器可以为固定管板式、浮头式或U型管式等结构形式。
上述管束之一的传热管为非光滑壁面的异形管，可以为二维翅片的低肋管、非连续三维翅片 的花瓣管、横纹管或螺旋槽管、縮放管。管束之二的传热管为螺旋扁管，这是一种非圆形横截面 的异形管，该传热管是以圆管为基管，经压扁后扭曲成型，其横截面为椭圆形，多根螺旋扁管沿 管轴方向点接触相互支撑形成管束，无需折流板支撑。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果
1、 在连续螺旋折流板换热器的中心管内布置传热管，充分利用壳体直径，增加传热面积，总 传热系数提高；
2、 置于中心管内的传热管为螺旋扁管，多根螺旋扁管沿管轴方向点接触相互支撑形成管束， 无需支撑折流板，结构简单。在螺旋扁管管束中，管内、外流体均呈纵向旋转流动，压降低，管 壁流体的边界层不断被破坏，湍动强烈，传热系数高。
3、 两管束采用不同结构的传热管进行组合，实现传热强化。与现有连续螺旋折流板换热器相 比，在相同条件下，本实用新型的连续螺旋折流板双壳程组合异形管管束换热器总传热系数可提 高30%以上。
图1为本法明的固定管板式连续螺旋折流 壳程组合异形管管束换热器结构示意图。图2设有中心管的连续螺旋折流板管束之一的结构示意图。图3开有缺口的中心管结构示意图。图4置于中心管内的螺旋扁管及其横截面示意图。图5为二维翅片低肋管的轴向剖面图。图6a为三维翅片花瓣管的结构示意图，三维翅片参数分别为翅片高h、翅片距pl和翅片间隙 P2;图6b为三维翅片花瓣管的径向横截面图。 图7为螺旋槽管的轴向剖面图。 图8为横纹管的轴向咅U面图。 图9为縮放管的轴向剖面图。 图10为管束之一的同心圆布管图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进fi^细描述，但本实用新型的实施方式不限于此。如附图1所示，本实施例中连续螺旋折流M壳程组合异形管管束换热器主要由封头1、壳程 进口2、壳体3、连续螺旋折流板4、管束之一中的传热管之一5、定距管6、管板7、管程出口8、 管程进口9、壳程出口10所组成、中心管ll、管束之二中的传热管之二12。在管板7之间设有连 续螺旋折流板4、传热管之一5、定距管6，中心管11和传热管之二 12。传热管之一5和定距管6 穿过连续螺旋折流板4，其两头分别与管板7相连接，连续螺旋折流板4由定距管6固定。中心管 11和传热管之二12，其两头也分别与管板7相连接。图1所示为固定管板换热器。如附图2、 3所示，螺旋折流板4为连续连续的螺旋结构，且管束的中心设有中心管ll。在与 壳程进口和出口对应位置处，中心管上开有缺口，弓l导流体从中心管内进出。如附图4所示，螺旋扁管是以圆管为基管，经压扁后扭曲成型的，^i截面为椭圆形，多根 螺旋扁管沿管轴方向点接触相互支撑形成管束之二，没有支撑折流板。在不同位置处螺旋扁管的横截面均为椭圆形。
图5至图7、 8、 9分别为二维翅片低肋管、螺旋槽管、横纹管、縮放管的轴向剖面图，这些 都可作为管束之一的传热管。
图6为三维翅片花瓣管的横截面图和翅片结构示意图，该管也可作为管束之一的传热管。以 上所有传热管的金属可以是碳钢、不锈钢、有色金属和合金。 如图10所示，管束之一的传热管可以按同心圆形式排布。
权利要求1、 一种连续螺旋折流 壳程组合异形管管束换热器，包括壳体(3)、管板(7)和封头(1)， 管板(7)之间设有连续螺旋折流板(4)、中心管(11)及定距管(6);所述换热器一端的封头(1) 上设有管程进口 (9)和管程出口 (8)，其特征在于管板(7)之间还设有管束之一和管束之二， 管束之一布置在中心管(11)与壳体(3)之间，管束之二布置在中心管(11)内；所述管束之一 由多个传热管之一 (5)构成，管束之二由多个传热管之二 (12)构成；定距管(6)和管束之一 穿过螺旋折流板(4)，其两头分别与管板(7)相连接，螺旋折流板(4)由定距管(6)固定；管束之二的两头也分别与管板(7)相连接；在壳体(3)上设有壳程进口 (10)和壳程出口 (2);中心管(11)上开有分别与换热器的壳禾规口 (10)和壳程出口 (2)相对应的两缺口。
2、 根据权利l所述的换热器，其特征在于臓的传热管之一 (5)为粗糙壁面的异形管。
3、 根据权利l所述的换热器，其特征在于所述的传热管之一 (5)为二维翅片的低肋管。
4、 根据权利l所述的换热器，其特征在于所述的传热管之一 (5)为三维翅片的花瓣管。
5、 根据权利l所述的换热器，其特征在于所述的传热管之一 (5)为横纹管或螺旋槽管。
6、 根据权利l所述的换热器，其特征在于舰的传热管之一 (5)为縮放管。
7、 根据权利1所述的换热器，其特征在于所述的传热管之二 (12)为椭圆形横截面的异形管。
8、 根据权利l所述的换热器，其特征在于戶;M的传热管之二 (12)为螺旋扁管。
9、 根据权利l所述的换热器，其恃征在于0M管束之一中的多个传热管为三角形布管、转角 三角形布管、正方 管、转角正方形布管或同心圆布管。.
10、 根据权利8戶皿的换热器，，征在于所^!t點定扁管是以圆管为基管，经压扁后扭曲成 型的，其横截面为椭圆形，多根螺旋扁管沿管轴方向点撤虫相互支撑形成管束之二。
专利摘要本实用新型公开一种连续螺旋折流板双壳程组合异形管管束换热器，其一端的封头上设有管程进口和管程出口，管板之间还设有管束之一和管束之二；管束之一由多个传热管之一构成，布置在中心管与壳体之间；管束之二由多个传热管之二构成，布置在中心管内；传热管之一为粗糙壁面的异形管，传热管之二为螺旋扁管；定距管和管束之一穿过螺旋折流板，其两头分别与管板相连接，螺旋折流板由定距管固定；管束之二的两头也分别与管板相连接；中心管上开有分别与换热器的壳程进口和壳程出口相对应的两缺口。本实用新型采用两个具有不同传热管结构的管束，流体反混少、不存在流动死区、旁路流及泄漏流影响小，能充分利用壳体直径布置传热管，传热系数高。
文档编号F28D7/10GK201155932SQ20082004247
公开日2008年11月26日 申请日期2008年1月4日 优先权日2008年1月4日
发明者张正国, 陆应生, 高学农 申请人:华南理工大学