波纹管式换热器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种热交换装置，具体地讲，本实用新型涉及一种换热元件采用 波纹管制作的热交换装置，该装置属于管壳式换热器技术领域的产品。
【背景技术】
[0002] 管壳式换热器是一种传统型热交换装置，该装置结构简单、坚固耐用、安全可靠、 适用范围广。正由于这些显著特点的存在，当代制造业应用的热交换装置绝大多数是管壳 式换热器。市售管壳式换热器内置的换热管都是光壁直管，光壁的换热管虽然结构简单、制 作容易，但换热面积仅是自有表面积，导致换热效率有限，而且管程内易结垢。这些客观存 在的问题必然影响用户配套使用效益，特别是管程结垢造成热交换效率直线下降，此状况 除增加能耗，还降低了生产工效。通常情况下换热管通径较小，内部清垢难度大，使得清垢 成本高，这些问题都是现有技术的管壳式换热器有待解决的问题。近几年来，本行业为了克 服管壳式换热器内置的换热管易堵塞的问题，研制出螺纹管、肋管，以及在管内加设扰流构 件来改变介质流向，促成介质流成湍流状，从而达到减少管程内结垢的目的。这些研发成果 都取得了不同程度的效果，为减垢寻求到有效的解决方案。但是，这些成果至今没有得到广 泛的认可，市场应用量极少，其主要原因之一是螺纹管、肋管以及其它异形管加工难度大， 生产成本高，而且应用后清垢更难。第二个原因是螺纹管、肋管等异形管内壁有内置物，造 成管道运行阻力大，折装困难等现实问题。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型主要针对现有技术的管壳式换热器换热效率不高，管程内易结垢且难 清垢的问题，提出一种结构简单、制作容易、换热效率高、单位体积小、管程不易结垢的波纹 管式换热器。
[0004] 本实用新型通过下述技术方案实现技术目标。
[0005] 波纹管式换热器，它包括分流室、筒体、折流板、换热管、螺杆和回流室。所述筒体 为卧姿式圆筒，两端筒口分别密封连接管座板，顺筒体轴向安置一族换热管，每根换热管的 两端分别贯穿配套的管座板并作密封连接，在换热管外壁上轴向等间距套装的折流板用螺 杆串接成一体；所述分流室和回流室分别连接到筒体的两端，构成工作介质和换热介质热 交换后分道流动结构。其改进之处在于：所述换热管是一种波纹管结构的直管道。
[0006] 作为进一步改进方案，所述换热管的波纹为外凸圆弧状，波纹段的波距为15mm? 30mm〇
[0007] 作为进一步改进方案，所述换热管的波纹为连续状。
[0008] 作为进一步改进方案，所述换热管的波纹为断续状。
[0009] 作为进一步改进方案，所述换热管两端设有密封连接的管接头，管接头的壁厚比 波纹段的壁厚厚1mm?3mm〇
[0010] 作为进一步改进方案，所述换热管用不锈钢薄壁管制造。
[0011] 本实用新型与现有技术相比，具有以下积极效果：
[0012] 1、在口径和长度相同条件下，波纹管比光壁直管换热面积大，故换热效率高；
[0013] 2、波纹管结构的换热管的每节波纹轴向截面积不等，使流经的介质不断改变流向 而形成湍流，湍流的介质不断地冲刷管壁，此效应一方面使管程内不易结垢，另一方面湍流 搅到介质边界层，降低管壁热阻，改善换热条件；
[0014] 3、波纹管结构的换热管液阻小，介质畅通性好。
【附图说明】
[0015] 图1是本实用新型结构剖面示意图。
[0016] 图2是图1左视图。
[0017] 图3是图1中A处局部结构放大示意图，图中展示换热管的波纹为连续状。
[0018] 图4是图1中换热管结构放大示意图，图中展示换热管的波纹为断续状。
[0019] 图5是图1中换热管结构放大示意图，图中展示换热管的波纹是分节连接的光壁 直管。
【具体实施方式】
[0020] 下面根据附图并结合实施例，对本实用新型作进一步说明。
[0021] 图1所示的波纹管换热器，它包括分流室1、筒体2、折流板3、换热管4、螺杆5和回 流室6。所述筒体2是主体构件，它是一种卧姿式圆筒，两端筒口分别密封连接管座板2. 1， 管座板2. 1端面上按换热管4分布位置设有通孔。在筒体2内腔安放一族换热管4,如图 3、图4或图5所示，每根换热管4的两端分别贯穿配套的管座板2. 1，在管座板2. 1外端面 上分别密封连接换热管4。所述换热管4两端设有密封连接的管接头4. 1，为了提高连接质 量，管接头4. 1的壁厚比波纹段的壁厚厚一些，本实施例管接头4. 1壁厚2. 5mm，波纹段壁厚 1. 2_。为了提高换热管4外壁的换热效率，在换热管4外壁上间隔套装的折流板3用螺杆 5串连接成一体。所述分流室1和回流室6分别连接到筒体2的两端，构成工作介质和换热 介质热交换后分道流动结构。所述换热管4是换热器中的核心部件，其换热性能好坏直接 影响换热器的换热效率，本实用新型中的换热管4是一种波纹管结构的直管道，该管壁上 的波纹如图3所示为连续状，也可以制成如图4或图5所示的波纹断续状。此种结构充分 利用波纹管轴向截面积不等值的特点，使得流通的介质不断改变流向，促成介质呈湍流状， 湍流的介质不断冲刷管壁，此效应一方面使管程内不易结垢，另一方搅动介质边界层，有效 降低管壁热阻，直接改善换热条件，其结果有利于提高换热效率。在口径和长度相同条件 下，波纹管结构的换热管与现有技术的光壁直管相比，因波纹外凸或内凹，整个管壁表面积 显著增大，即换热面积大，同样也有利于提高换热效率。本实用新型中波纹管结构的换热管 4仍然是直管，管内腔没有异物，管壁光滑，无障碍的管道液阻小，有利于介质畅通。再加上 管程内不易结垢，减少清垢作业，可降低换热器使用成本。
[0022] 下面通过实施例来进一步说本实用新型。
[0023] 本实施例为波纹管式换热器，它用于石化企业作原料油换热处理，对比例选用现 有技术的内置光壁直管换热器，两者在同一生产现场作比较性试验，尽管本实施例和对比 例选用的换热器同属管壳式换热器，但两者试验结果区别很大。
[0024] 对比试验基本条件：
[0025] 1、管程内置原料油温度为60°C?100°C，定性温度80°C，管程流量5kg/s。
[0026] 2、壳程内置饱和水蒸汽，本实施例要求饱和水蒸汽温度为120°C，对比例要求饱和 水蒸汽温度为140 °C。
[0027] 3、本实施例使用1台65m2的波纹管式换热器，对比例使用2台65m2的光壁直管 换热器。
[0028] 对比试验结果如下表所示。
[0029] 对比试验结果表
[0030]
【主权项】
1. 一种波纹管式换热器，它包括分流室（1)、筒体（2)、折流板（3)、换热管（4)、螺杆 (5)和回流室（6);所述筒体（2)为卧姿圆筒，两端筒口分别密封连接管座板（2. 1)，顺筒体 (2)轴向安置一族换热管（4)，每根换热管（4)的两端分别贯穿配套的管座板（2. 1)并作密 封连接，在换热管（4)外壁上轴向等间距套装的折流板（3)用螺杆（5)串接成一体；所述分 流室（1)和回流室（6)分别连接到筒体（2)的两端，构成工作介质和换热介质热交换后分道 流动结构；其特征在于：所述换热管（4)是一种波纹管结构的直管道。
2. 根据权利要求1所述波纹管式换热器，其特征在于：所述换热管（4)的波纹为外凸圆 弧状，波纹段的波距为15mm?30mm〇
3. 根据权利要求1所述波纹管式换热器，其特征在于：所述换热管（4)的波纹为连续 状。
4. 根据权利要求1所述波纹管式换热器，其特征在于：所述换热管（4)的波纹为断续 状。
5. 根据权利要求1所述波纹管式换热器，其特征在于：所述换热管（4)两端设有密封连 接的管接头（4. 1)，管接头（4. 1)的壁厚比波纹段的壁厚厚Imm?3mm〇
6. 根据权利要求1所述波纹管式换热器，其特征在于：所述换热管（4)用不锈钢薄壁管 制造。
【专利摘要】本实用新型公开了一种波纹管式换热器，它包括分流室、筒体、折流板、换热管、螺杆和回流室。所述筒体两端筒口分别密封连接管座板，顺筒体轴向安置的换热管两端分别贯穿管座板，换热管的管口与管座板密封连接。在换热管外壁上等间距套装的折流板用螺杆串接成一体。所述分流室和回流室分别连接到筒体的两端，构成工作介质和换热介质热交换后分道流动结构。本实用新型中的换热管是一种波纹管结构的直管道，该管的结构特征是表面积大，换热效率高，以及每节波纹轴向截面积不等，使得流经的介质不断改变流向而形成湍流，湍流的介质有冲刷管壁的功效，其结果是管程内不易结垢。另一方面湍流搅动介质边界层，降低管壁热阻，改善换热条件。
【IPC分类】F28D7-16, F28F1-08
【公开号】CN204268931
【申请号】CN201420689761
【发明人】林桂兰, 周小勇, 王晓燕, 谢小霞
【申请人】江苏曙光压力容器有限公司
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年11月18日