一种表面式逆流式热交换器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及的是一种传热学技术，所提供的是一种特高热交换效能的热交换器。
【背景技术】
[0002]目前，表面式热交换器种类繁多，不管其属于圆管换热流道直管式的、螺旋管式、 喷淋蛇管式的；还是属于板式的螺旋式、平板式及紧凑肋式（叉流式）的，其热交换效能相 对都不高；而且板类型的都要不耐压,运用范围受到限制。目前技术上将石化能源通过设 备转化成人所实际利用的热值只在30%左右；有资料反应目前地球上的各种能源合起来 总储量约为1万亿吨石油当量，按当今这种热值利用率的技术水平来消耗，地球上的所有 能源只够人类使用140年。每年的工业、运输业消耗石化总能源的75%，不可再生资源大 量的无功浪费：不但加快了资源枯竭的速度；而且给环境造成了极大的污染。其污染在于： 一是大量的煤的燃烧后的废碴，大都靠水力冲走，堵塞河道、污染了水源，或大量的废碴料 需再运，而重新消耗人力、物力和能源；二是石化燃料的无功燃烧造成大气污染，全国每年 排放的烟尘达13-14百万吨；排放S02达16-17百万吨，光此造成的经济损失就达100多亿 元（1996. 12月出版的《工程师手册》第1006页）。即是人类将来有可能另一星球上找得到 一种能用之不竭又无污染的能源，但节约始终要讲的，因为无功浪费，要长期地为之付出多 开采或多提炼的人力、物力、财力；而且从外星运来，其运耗也是不得了的！即使是风力、太 阳能、地热（大量地抽取地热水，会造成地陷和水质污染）、水力、潮汐，太阳能、它们都受天 气、环境、季气和时间的不连续性的影响，水力发电无法取代火力发电的，因为电能的不可 储存性，使得在秋、冬枯水季节期，靠水力发电是远远不能满足社会需求的。无论是用核能、 燃煤、石油、还是地热……的任何种热能发电都离不开抽汽回热的换热设备（热能发电是蒸 汽作功）；根据2000年 3月9日《中国电力报》第一版，全国高效、节能的换热器、冷冻机、 泵......通用类产品，每年只要能节约1 %的能源，就可建一座300MW的热力发电厂，电力主 要还是靠石化燃料来发电，水力发电只I5%，风力、太阳能发电只占 I. I5% (摘自中国传动 网09年国家统计局数据）。人类利用利用开发太阳能发电，据网上查，风力发电已有55〇〇 年历史了，太阳能发电也有近百年历史，到当今风力、太阳能发电量也只占 L几％，可见要 取代石化能源，既是有可能也是一个难度极高又很遥远的梦！能源是万物、万事的完全之 依靠之命脉，任何现代和将来的超高能、高智能的精、深的技术的实现，没有能源这炔基石 的支起也只是空谈。节约不可再生资源，尤其是石化能源是当务之急，减少排放改善人类生 存环境，是当代人和子孙后代永不能放弃的追求目标。天天喊节能减排，节能减排是要靠技 术手段的！
【发明内容】
[0003]发明的目的是提供需一种换热效率极高的弦肋式瓦型管状的热交换流道换热器。 在《一种流道逆流式热交换器》ZL20〇510〇73604. X的瓦型热交换流道的瓦型凹弧壁槽'内'，沿 轴向按一定距离设置弦肋，以去掉簧撑和加强支撑件的麻烦，就此不但节约了材料；又在$ 3 CN 104697366 A 说明书 2/5页 与瓦型流道同成一体的弦肋能为增加瓦型换热流道的传热表面积更进一步提高了换热效 率；又更为了提高瓦型换热流道变形的耐压强度。
[0004] 发明技术方案
[0005] 一种表面式逆流式热交换器由壳体3、弦肋式瓦型热交换流道1、管板6、坡旋式横 锁导流板2、流道流体进口管8、流道流体出口管11、壳侧流体进口管5、壳侧流体出口管14、 流道流体进口封头12、流道流体出口封头7组成。弦肋式瓦型换热流道1是由同心的凹弧 壁面和凸弧壁面及两窄弧壁面h所围成，并在其凹弧壁槽内沿轴向按一定距离布置弦助15 所构成的换热流道型。弦肋可以随压制瓦型流道的模具在凹弧壁的一面设置形成；也可用 预制的弦肋块在流道的凹弧壁槽内按距布固。弦肋的间距最大不能超出流道强度的允许距 离。弦肋式瓦型热交换流道的排列，属于同一列的所有弦肋式瓦型热交换流道凹凸弧壁朝 向都相同,而与邻列的则都相反。弦肋式瓦型热交换流道两端有管板6固定，穿越管板中心 设置流道流体进口管8,在两管板之间设置坡旋式横锁导流板2。坡旋式横锁导流板的导程 间距b根据弦肋式瓦型流道的弦肋间距或间距倍数设置，以便于弦肋与导流板上的流道孔 16的玄边衔扣；坡旋式横锁导流板的导程间距b也可以不根据弦肋式瓦型流道的弦肋间距 或间距倍数设置，前者16在不根据后者15的间距或间距倍数设时，前者的流道孔16可以 不与后的弦肋15衔扣。以壳横截面对半的坡旋式横锁导流板个块，对应流道流体进口管的 位置折成斜折面段，斜折面段外的两头为平面段。以流道流体进口管为旋导中心，在坡旋式 横锁导流板个块的斜折面段下端的平面段与对边的另块坡旋式横锁导流板个块的斜折面 段的上端的平面段搭接在一起，如反复地搭接构成壳侧流体的旋导式导流结构。流道流体 进入流道流体进口管8,经流道流体进口封头12后进入弦肋式瓦型热交换流道1，与壳侧流 体进行热交换后流入流道流体出口封头7然后经流道流体出口管11流出；壳侧流体进入 壳侧流体进口管5,经坡旋式横锁导流板旋式导流，流向与弦肋式瓦型热交换流道内的流体 流向互为相反，经壳侧流体出口管14流出，相互构成流道流体与壳侧流体的完全逆流式换 热。流道流体进口管8从流道流体出口封头7伸出套上密封圈9与固管头10相扣接所固 定。
[0006] 本发明的显著优点
[0007] 一、本发明的热交换器所用弦肋式瓦型热交换流道，其弦肋使瓦型换热流道进一 步增加了传热表面积，使换热效率得到更大的提高；弦肋更在于提高了瓦型换热流道的耐 压强度。虽说其流道内的流体压力是均匀作用在圆弧壁上，但其压力是作用在凸弧壁面的 阴面和凹弧壁面的阳面，以作用在凹弧壁阳面上的流体压力P势必所产生的力会分解成F 2 方向的力，和F1方向的力的两个分力，F1的力是使凹弧面横向展平的力，虽说在180°的弧 壁上的F 1力积分为零，但是在该凹弧壁面的长度方向流体压力作用所产生的长度方向的弯 矩力，在其导流板间距超出凹弧壁面弯矩允许应力距离时，该弧壁就会被流道内流体压力 的作用下使之展平后进一步向外鼓出变形，而凸弧壁面则不会有这种变形过程，固而需在 瓦型热交换流道的凹弧壁面的凹槽内依一定间距设置弦肋，以固定这种瓦状型流道能起到 更好的耐压的作用；而且其弦肋与瓦型换热流道紧密成一体又进一步增加了其流道的传热 面积，另又减少了设置簧撑和支撑件的麻烦。其弦肋不与导流板上的流道孔衔扣时，当壳侧 流体的一小股穿越在流道孔与流道凹弧壁面槽空隙处的空隙时，该股流体还要翻越一个个 按一定距离布置的横在凹弧壁凹槽内的若干弦肋，而且同列瓦型换热道凹弧壁面与不同列
【主权项】
1. 一种表面式逆流式热交换器由壳体（3)内设置一道制热交换流道（I)，热交换流道 两端由管板（6)固定，两管板间的热交换流道束全长设置壳侧流体导流板，壳侧流体、流道 流体流径分别由流道流体进口管（8)、流道流体进口封头（12)、热交换流道（1)、流道流体 出口封头（7)、流道流体出口管（11)，壳侧流体进口管（5)、和壳侧流体出口管（14)组成， 其特征在于：流道流体进口管（8)，流道流体出口管（11)、壳侧流体进口管（5)、壳侧流体出 口管（14)的设置构成流道流体与壳侧流体互为完全逆流式换热，其壳体（3)内设置一道制 的弦肋式瓦型热交换流道（1)是由同心的凹弧壁面和凸弧壁面及两窄弧壁面（h)所围成， 并在其凹弧壁面槽内沿轴向按一定距离布置弦肋（15)所构成的换热流道型，弦肋式瓦型 热交换流道（1)的排列，属于同一列的所有弦肋式瓦型热交换流道凹凸弧壁朝向都相同， 而与邻列的则都相反，弦肋式瓦型热交换流道束两端由管板（6)固定，穿越管板中心设置 流道流体进口管（8)，在两管板之间设置壳侧流体坡旋式横锁导流板（2)，坡旋式横锁导流 板（2)，以壳体内横截面对半的坡旋式横锁导流板个块，对应流道流体进口管（8)或挡隔板 的位置折成斜折面段，斜折面段外的两头为平面段。以流道流体进口管（8)或挡隔板的位 置为旋导中心，在坡旋式横锁导流板个块的斜折面段下端的平面段与对边的另块坡旋式横 锁导流板个块的斜折面段的上端的平面段搭接在一起，如反复地搭接构成壳侧流体的旋导 式导流结构，坡旋式横锁导流板的导程间距根据弦肋式瓦型流道的弦肋间距或间距倍数设 置，以便于玄肋（15)与导流板的流道孔（16)的弦边衔扣，坡旋式横锁导流板的导程间距可 以不根据弦肋式瓦型流道的弦肋间距或间距的倍数设置，不根据弦肋间距或间距倍数设置 的坡旋式横锁导流板导流板上的流道孔（16)的玄边可不与弦肋（15)衔扣，流道流体进口 管（8)，从流道流体出口封头（7)伸出，套上密封圈（9)后被固定头（10)固定。
2. 根据权利要求1所述的表面式逆流式热交换器，其特征在于，壳侧流体的导流为螺 旋横锁导流板板式导流。
3. 根据权利要求1所述的表面式逆流式热交换器，其特征在于，壳侧流体导流板为圆 缺形折流。
4. 根据权利要求1所述的表面式逆流式热交换器，其特征在于，壳侧流体导流板为折 流杆折流。
5. 根据权利要求4所述的表面式逆流式热交换器，其特征在于，壳侧流体导流板为盘 环形折流。
6. 根据权利要求1所述的表面式逆流式热交换器，其特征在于以挡隔板为旋导中心的 和2、3、4、5的壳侧流体导流时，其流体进口管设置在流道流体进口封头（12)处。
7. 根据权利要求1、2表面式逆流式热交换器，其特征在于坡旋式横锁导流板、螺旋式 横锁导流板导流在其导程（b)内为多头式导流。
8. 根据权利要求1所述的表面式逆流式热交换器，其特征在于其固定头为内函式的。
【专利摘要】本发明电公开了一种表面式热交换器，其特征在于其传热增强：1、从客观和理论上得出结论的有极高传热效率的瓦型换热流道，并在其瓦型流道的凹弧壁面槽内设置弦肋，该不但更进一步提增加了其换热流道的传热的表面积，更是使换热流道的耐压能力得到大幅度提高；2、其换热的冷、热流体是相互完全逆流的；3、坡旋式的壳侧流体导流，它的传热增强效果是传统圆管式、板式……不可比的。其节能、省材的效果非常显著，应用前景极为广泛。
【IPC分类】F28D7-16, F28F1-02
【公开号】CN104697366
【申请号】CN201310697194
【发明人】夏泽文
【申请人】夏泽文
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月9日