一种用于缠绕管式换热器的换热管结构的制作方法

1.本实用新型属于换热器技术领域，具体涉及一种用于缠绕管式换热器的换热管结构。


背景技术：

2.缠绕管式换热器作为高效、节能的换热器，具有传热系数高、单位容积换热面积大、耐温差效应好等优点，广泛应用在石油化工领域。
3.缠绕管式换热器中的换热管是螺旋缠绕的结构，具体如专利号为zl201920621066.0的实用新型专利《一种用于气体吸收的缠绕管式换热器》(授权公告号为cn210057825u)公开的结构、专利号为zl202220538311.3的实用新型专利《一种立式换热器的壳体结构及具有该壳体结构的换热器》(授权公告号为cn217358213u)公开的结构。
4.螺旋缠绕的换热管在管内可以获得较高的传热系数，在管外，由于换热管的外周壁光滑，具有较强的抗垢能力，且能避免换热死区。但也因为换热管的外周壁光滑，缺少对壳程介质(尤其是高粘度流体)的扰动，从而使得换热效率有待于进一步提升。
5.为此，专利号为zl201822177008.1的实用新型专利《一种复合型高效换热管》(授权公告号为cn209416126u)公开了一种复合型高效换热管，包括管状基体，该基体的外表面沿基体轴向凹设有螺旋槽，该螺旋槽向基体内凸设并在基体内表面形成螺旋凸起，还包括有若干个第一凸点，各第一凸点间隔凸设在基体的内表面上，且基体内表面上凸设有该第一凸点的管段与凸设有螺旋凸起的管段为分段管段。该专利能提高流体的扰动。


技术实现要素：

6.本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种用于缠绕管式换热器的换热管结构，以能进一步提升流体扰动效果。
7.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于缠绕管式换热器的换热管结构，包括有：
8.内部中空的换热管本体，具有外周壁，并记换热管本体的长度方向为第一轴向，围绕第一轴向的方向为第一周向；
9.其特征在于：
10.所述换热管本体的外周壁开设有沿上述第一轴向延伸的纵向槽，所述纵向槽的横截面呈外宽内窄的v形或倒梯形，且所述纵向槽有多个，并沿上述第一周向间隔布置；
11.所述换热管本体的外周壁还开设有沿上述第一周向延伸的环形槽，所述环形槽的断面呈外宽内窄的v形或倒梯形，且所述环形槽有多个，沿上述第一轴向间隔布置，并与上述纵向槽相交错而形成多个交替分布的凸起和凹坑。
12.优选地，所述凸起的断面呈外端小、内端大的梯形结构或三角形结构。
13.优选地，所述凸起之内外方向上的高度为0.15～0.25mm。
14.在上述各方案中，优选地，所述换热管本体具有沿上述第一轴向延伸的主体部分
以及位于主体部分两端的端部，所述多个凸起以及凹坑均布在主体部分的外周壁上而形成换热管的麻面段，所述端部的外周壁光滑而形成换热管的光管段。当换热管设于换热器内时，换热管的两个光管段可支撑在换热器的管板上。
15.进一步地，所述麻面段的外径小于上述光管段的外径，且麻面段的端部与对应的光管段之间通过过渡段相衔接，沿着麻面段至对应的光管段方向，所述过渡段的外径逐渐增大。
16.优选地，所述麻面段的外径为9.45～9.55mm，内径为6.68～6.72mm。其中麻面段的外径为周向一圈上所有的凸起的外端围成的圆的直径，麻面段的内径为换热管本体的内周壁的直径。
17.优选地，周向一圈上的凸起的数量为36～40个。
18.以25.4mm长度的麻面段为一个单元，该单元中相邻两个纵向槽之间的凸起的数量为29～33个，且所述单元有多个，数量根据实际需要设计。
19.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过在换热管本体的外周壁设置相互交错的纵向槽和环形槽，纵向槽与环形槽之间能形成具有多个交替分布的凸起和凹坑的麻面结构，当流体撞击麻面结构中的凹坑，会在凹坑及附近产生旋涡和二次流，提升流体扰动效果，从而促进远离换热管的主流体与靠近换热管的边界层流体之间的动量与能量交换，有利于换热。且本申请中由于纵向槽的横截面呈外宽内窄的v形或倒梯形，环形槽的断面呈外宽内窄的v形或倒梯形，使得本申请中换热管所受流动阻力减小；且申请的换热管结构适用于高粘度流体的换热。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例一的结构示意图；
21.图2为图1中a部的放大图；
22.图3为本实用新型实施例二的局部结构的剖视图。
具体实施方式
23.以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
24.实施例一：
25.如图1、2所示，为本实用新型的一种用于缠绕管式换热器的换热管结构的优选实施例一，该换热管结构包括有内部中空的换热管本体1，并记换热管本体1的长度方向为第一轴向，围绕第一轴向的方向为第一周向，该换热管本体1具有沿上述第一轴向延伸的主体部分以及位于主体部分两端的端部。
26.其中，换热管本体1之主体部分的外周壁10开设有沿上述第一轴向延伸的纵向槽11，纵向槽11的横截面呈外宽内窄的v形，且纵向槽11有多个，并沿上述第一周向等间隔布置；换热管本体1的外周壁10还开设有沿上述第一周向延伸的环形槽12，环形槽12的断面呈外宽内窄的v形，环形槽12有多个，沿上述第一轴向等间隔布置，并与上述纵向槽11相交错而形成多个交替分布的凸起110和凹坑120，形成有凸起110和凹坑120的主体部分构成换热管的麻面段1a。
27.本实施例中，麻面段1a的外径为9.5mm，内径为6.7mm，凸起110的断面呈外端小、内
端大的三角形结构，且凸起110之内外方向上的高度为0.2mm，周向一圈上凸起110的数量为38个，轴向上每25.4mm长度上的相邻两个纵向槽11之间的凸起110的数量为31个，换热管的整体长度根据实际工况设计。
28.上述换热管本体1之端部的外周壁10光滑而形成换热管的光管段1b。
29.本实施例中，麻面段1a的外径小于光管段1b的外径，且麻面段1a的端部与对应的光管段1b之间通过过渡段1c相衔接，沿着麻面段1a至对应的光管段1b方向，过渡段1c的外径逐渐增大。
30.本实施例的换热管可参照现有技术螺旋缠绕在换热器之中心筒的外周，换热管两端的光管段1b支撑在换热器之管板上，主要由换热管之麻面段1a进行换热，麻面段1a中凸起110和凹坑120的存在能提高换热效率、提高流体的扰动，且降低流体阻力。
31.本实施例的换热管加工前，可在换热管内插设芯棒，以防止换热管在开槽加工时受挤压变形。且换热管在加工完成后需要进行固溶处理(改善材料的力学性能)，并进行100％涡流检测及水下气密检测(检测泄漏)。
32.实施例二：
33.如图3所示，为本实用新型的一种用于缠绕管式换热器的换热管结构的优选实施例二，本实施例与实施例一基本相同，区别在于本实施例中纵向槽11的横截面呈外宽内窄的倒梯形结构，环形槽12的断面呈外宽内窄的倒梯形结构，且凸起110的断面呈外端小、内端大的梯形结构。


技术特征：
1.一种用于缠绕管式换热器的换热管结构，包括有：内部中空的换热管本体(1)，具有外周壁(10)，并记换热管本体(1)的长度方向为第一轴向，围绕第一轴向的方向为第一周向；其特征在于：所述换热管本体(1)的外周壁(10)开设有沿上述第一轴向延伸的纵向槽(11)，所述纵向槽(11)的横截面呈外宽内窄的v形或倒梯形，且所述纵向槽(11)有多个，并沿上述第一周向间隔布置；所述换热管本体(1)的外周壁(10)还开设有沿上述第一周向延伸的环形槽(12)，所述环形槽(12)的断面呈外宽内窄的v形或倒梯形，且所述环形槽(12)有多个，沿上述第一轴向间隔布置，并与上述纵向槽(11)相交错而形成多个交替分布的凸起(110)和凹坑(120)。2.根据权利要求1所述的换热管结构，其特征在于：所述凸起(110)的断面呈外端小、内端大的梯形结构或三角形结构。3.根据权利要求2所述的换热管结构，其特征在于：所述凸起(110)之内外方向上的高度为0.15～0.25mm。4.根据权利要求1或2或3所述的换热管结构，其特征在于：所述换热管本体(1)具有沿上述第一轴向延伸的主体部分以及位于主体部分两端的端部，所述多个凸起(110)以及凹坑(120)均布在主体部分的外周壁(10)上而形成换热管的麻面段(1a)，所述端部的外周壁(10)光滑而形成换热管的光管段(1b)。5.根据权利要求4所述的换热管结构，其特征在于：所述麻面段(1a)的外径小于上述光管段(1b)的外径，且麻面段(1a)的端部与对应的光管段(1b)之间通过过渡段(1c)相衔接，沿着麻面段(1a)至对应的光管段(1b)方向，所述过渡段(1c)的外径逐渐增大。6.根据权利要求5所述的换热管结构，其特征在于：所述麻面段(1a)的外径为9.45～9.55mm，内径为6.68～6.72mm。7.根据权利要求6所述的换热管结构，其特征在于：周向一圈上的凸起(110)的数量为36～40个。8.根据权利要求6所述的换热管结构，其特征在于：以25.4mm长度的麻面段(1a)为一个单元，该单元中相邻两个纵向槽(11)之间的凸起(110)的数量为29～33个，且所述单元有多个。

技术总结
一种用于缠绕管式换热器的换热管结构，包括有内部中空的换热管本体，具有外周壁，并记换热管本体的长度方向为第一轴向，围绕第一轴向的方向为第一周向；所述换热管本体的外周壁开设有沿上述第一轴向延伸的纵向槽，所述纵向槽的横截面呈外宽内窄的V形或倒梯形，且所述纵向槽有多个，并沿上述第一周向间隔布置；所述换热管本体的外周壁还开设有沿上述第一周向延伸的环形槽，所述环形槽的断面呈外宽内窄的V形或倒梯形，且所述环形槽有多个，沿上述第一轴向间隔布置，并与上述纵向槽相交错而形成多个交替分布的凸起和凹坑。与现有技术相比，本实用新型能进一步提升流体扰动效果。本实用新型能进一步提升流体扰动效果。本实用新型能进一步提升流体扰动效果。


技术研发人员：王宇 崔娇月 马慧丽 徐伟栋 朱常宝 陶江
受保护的技术使用者：镇海石化建安工程股份有限公司
技术研发日：2022.11.09
技术公布日：2023/3/13