專(zhuān)利名稱(chēng)：螺旋管束全逆程螺旋流管殼式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于工業(yè)用換熱裝置，特別涉及一種在能源、石油、 化工等工業(yè)部門(mén)應(yīng)用的螺旋管束全逆程螺旋流管殼式換熱器。
技術(shù)背景美國(guó)菲利浦公司在70年代首先開(kāi)發(fā)出折流桿換熱器，屬于"縱流殼程換熱器"；它的不足之處是換熱效率低，浪費(fèi)原材料，能源消 耗多。我國(guó)清華大學(xué)提出了 "換熱器強(qiáng)化的場(chǎng)協(xié)同原理"從流場(chǎng)和溫 度場(chǎng)相互配合的角度研究傳熱機(jī)理，在思路上與現(xiàn)有強(qiáng)化技術(shù)有很大 不同，在傳熱強(qiáng)化的同時(shí)，阻力或功耗比現(xiàn)有的換熱器低得多，有 利于節(jié)能和工程應(yīng)用；但是它也存在著換熱器的傳熱性能不理想，體 積大，重量大的不足。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述技術(shù)不足，提供一種傳熱性能 好、體積小，重量輕，節(jié)省原材料和能源的螺旋管東全逆程螺旋流管 殼式換熱器。本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題采用技術(shù)方案是 一種由筒體、上封頭、 下封頭和法蘭組成螺旋管東全逆程螺旋流管殼式換熱器，其特點(diǎn)是在 上封頭內(nèi)活動(dòng)地裝一個(gè)封頭旋轉(zhuǎn)螺旋片，封頭旋轉(zhuǎn)螺旋片上端固定一 個(gè)卡盤(pán)，上封頭內(nèi)上端由環(huán)形凸臺(tái)與上封頭之間構(gòu)成一個(gè)環(huán)形凹槽， 卡盤(pán)活動(dòng)地裝在環(huán)形凹槽中，封頭旋轉(zhuǎn)螺旋片下端擔(dān)在卡環(huán)上，卡環(huán)
固定在上封頭內(nèi)的下端；筒休內(nèi)上部固定一個(gè)流量分配管，下部固定一個(gè)流量匯流管，流量分配管與流量匯流管之間焊接裝有多根螺旋管東；下封頭內(nèi)固定一個(gè)封頭固定旋轉(zhuǎn)折流板。封頭旋轉(zhuǎn)螺旋片均勻分 布設(shè)多個(gè)葉片；封頭固定旋轉(zhuǎn)折流板均勻分布設(shè)多個(gè)旋轉(zhuǎn)板；螺旋管 東在簡(jiǎn)體內(nèi)呈蛇形排列，并構(gòu)成了兩個(gè)主渦流腔和二個(gè)輔渦流腔， 管程介質(zhì)流入口接管與簡(jiǎn)體圓周為切向焊接并同流量分配管兩端連 通，管程介質(zhì)流出口接管與簡(jiǎn)體圓周為切向焊接并同流量匯流管兩端 連通；流量分配管、流量匯流管和螺旋管東截面為橢圓形。本實(shí)用新型的有益效果是該換熱器傳熱性能好，換熱效率高； 體積小，重量輕，節(jié)省原材料和能源；具有防潔港和自動(dòng)除裙功能； 管程壓力低，換熱器可以在低壓下運(yùn)行，保證了壓力容器產(chǎn)品的安全 可靠性。


以下結(jié)合附圖以實(shí)施例具體說(shuō)明。圖1示螺旋管東全逆程螺旋流管殼式換熱器主視圖。圖2示圖1的A-A剖視圖。圖3示圖1的B-B剖視圖。圖4示圖1的C-C剖視圖。圖中，l-簡(jiǎn)體；2-管程介質(zhì)流入口接管；3-法蘭；4-卡盤(pán)；5-殼 程介質(zhì)流出口接管；6-環(huán)形凹槽；7-環(huán)形凸臺(tái)；8-上封頭；9-封頭旋 轉(zhuǎn)螺旋片；lO-卡環(huán)；ll-流量分配管；12-管程介質(zhì)流出口接管；13-下封頭；l卷封頭固定旋轉(zhuǎn)折流板；15-殼程介質(zhì)流入口接管；16-流量 匯流管；17-螺旋管束；18-主渦流腔；19-輔渦流腔；
具體實(shí)施方式
參照附圖， 一種螺旋管東全逆程螺旋流管殼式換熱器，由簡(jiǎn)體1、上封頭8、下封頭13和法蘭3組成，其特點(diǎn)是在上封頭內(nèi)活動(dòng)地 裝一個(gè)封頭旋轉(zhuǎn)螺旋片9，封頭旋轉(zhuǎn)螺旋片9上端固定一個(gè)卡盤(pán)4， 上封頭8內(nèi)上端由環(huán)形凸臺(tái)7與上封頭8之間構(gòu)成一個(gè)環(huán)形凹槽6， 卡盤(pán)4活動(dòng)地裝在環(huán)形凹槽6中，封頭旋轉(zhuǎn)螺旋片9下端擔(dān)在卡環(huán) 10上，卡環(huán)10固定在上封頭8內(nèi)的下端；簡(jiǎn)體l內(nèi)上部固定一個(gè)流 量分配管11,下部固定一個(gè)流量匯流管16流量分配管11與流量匯 流管16之間固定裝有127根螺旋管東17;下封頭13內(nèi)固定一個(gè)封 頭固定旋轉(zhuǎn)折流板14;封頭旋轉(zhuǎn)螺旋片9均勻分布設(shè)6個(gè)葉片；封 頭固定旋轉(zhuǎn)折流板14均句分布設(shè)6個(gè)螺旋板；螺旋管東17在簡(jiǎn)體1 內(nèi)呈蛇形排列，并構(gòu)成兩個(gè)主渦流腔18和兩個(gè)輔渦流腔19，管程介 質(zhì)流入口接管2與簡(jiǎn)體1圓周為切向焊接并同流量分配管11兩端連 通，管程介質(zhì)流出口接管12與簡(jiǎn)體1圓周為切向焊接并同流量匯流 管16兩端連通；流量分配管ll、流量匯流管16和螺旋管東17截面 為橢圓形。上封頭8上端焊接一個(gè)殼程介質(zhì)流出接管5，下端焊接一 個(gè)法蘭3，法蘭3上設(shè)有螺栓固定孔；簡(jiǎn)體l上部切向?qū)ΨQ(chēng)地焊接兩 個(gè)管程介質(zhì)流入口接管2,分別與流量分配管11兩端連接，下部同 樣切向?qū)ΨQ(chēng)地焊接兩個(gè)管程介質(zhì)流出口接管12分別與流量匯流管16 兩接連接；下封頭13下端焊接一個(gè)過(guò)殼程介質(zhì)流入口接管15，上端 焊接一個(gè)法蘭3 ，簡(jiǎn)體1上下兩端均焊接有法蘭3，用螺栓與上封頭 8和下封頭13固定一起。該換熱器強(qiáng)化傳熱機(jī)理該換熱器采用了兩種介質(zhì)在殼程和管程 內(nèi)相對(duì)逆相流動(dòng)。在換熱螺旋管束17表面呈叉流流動(dòng)；殼程內(nèi)(倚 體1) 一種介質(zhì)從下封頭13上的殼程介質(zhì)流入口接管15內(nèi)直線流動(dòng) 進(jìn)入下封頭13內(nèi)固定的封頭固定旋轉(zhuǎn)折流板14內(nèi)，沿封頭固定旋轉(zhuǎn) 折流板14的曲線形角度流動(dòng)，流出后，介質(zhì)改變沿軸線成45度角旋轉(zhuǎn)的切向流掠過(guò)流量匯流管16進(jìn)入筒體1內(nèi)的螺旋管束17進(jìn)行換 熱。在主渦流腔18、輔渦流腔19內(nèi)已旋轉(zhuǎn)的介質(zhì)，受到旋轉(zhuǎn)截面的作用使介質(zhì)加速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生向心力和離心力；主渦流腔18內(nèi)介質(zhì)產(chǎn)生 的向心力和離心力大于輔渦流腔19內(nèi)介質(zhì)產(chǎn)生的向心力和離心力，它們的兩股旋轉(zhuǎn)介質(zhì)帶動(dòng)本身已旋轉(zhuǎn)流動(dòng)的介質(zhì)加速旋轉(zhuǎn)向上流動(dòng)， 在旋轉(zhuǎn)介質(zhì)流動(dòng)中心的壓力較低，使整個(gè)旋轉(zhuǎn)介質(zhì)受到向心力的作 用；同時(shí)介質(zhì)在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中又受到離心力的作用，在向心力和離心力 平衡的范圍內(nèi)，旋轉(zhuǎn)介質(zhì)形成渦流，渦流收束于核心區(qū)并流向介質(zhì)出 口 (殼程介質(zhì)流出口接管5)。在上封頭8內(nèi)，旋轉(zhuǎn)介質(zhì)帶動(dòng)封頭旋 轉(zhuǎn)螺旋片9轉(zhuǎn)動(dòng)，在封頭旋轉(zhuǎn)螺旋片9內(nèi)介質(zhì)由旋轉(zhuǎn)流動(dòng)改變成直線 流動(dòng)，結(jié)果使動(dòng)壓減小，靜壓增加，介質(zhì)在殼程內(nèi)阻力損失降低。管程介質(zhì)從簡(jiǎn)體1上的兩個(gè)管程介質(zhì)流入口接管2沿與筒體1相 切角度流入流量分配管11的兩端，介質(zhì)經(jīng)流量分配管11均勻分配給 每個(gè)螺旋換熱管的螺旋管東17，(外側(cè)螺旋管東17內(nèi)介質(zhì)流速高， 流動(dòng)距離長(zhǎng)，流動(dòng)阻力大，中心處螺旋管東17內(nèi)介質(zhì)流速低，流動(dòng) 距離短，流動(dòng)阻力小)，在螺旋管東17內(nèi)螺旋流動(dòng)。流量分配管 11和螺旋管東17截面釆用橢圓形具有強(qiáng)化傳熱的功能，并且介質(zhì)是 沿螺旋線方向流動(dòng)更提高了傳熱效率，由于介質(zhì)在螺旋管東17中的 流動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)，所以能防結(jié)垢，螺旋管東17、流量分配管ll和流量
匯流管16由于它們的溫度變化，產(chǎn)生熱的脹冷縮時(shí)清除積垢，保證 換熱器長(zhǎng)期在高交換效率下運(yùn)行，換熱效率高。
權(quán)利要求1、一種螺旋管束全逆程螺旋流管殼式換熱器，由筒體(1)、上封頭(8)、下封頭(13)和法蘭(3)組成，其特征在于在上封頭內(nèi)活動(dòng)地裝一個(gè)封頭旋轉(zhuǎn)螺旋片(9)，封頭旋轉(zhuǎn)螺旋片(9)上端固定一個(gè)卡盤(pán)(4)，上封頭(8)內(nèi)上端由環(huán)形凸臺(tái)(7)與上封頭(8)之間構(gòu)成一個(gè)環(huán)形凹槽(6)，卡盤(pán)(4)活動(dòng)地裝在環(huán)形凹槽(6)中，封頭旋轉(zhuǎn)螺旋片(9)下端擔(dān)在卡環(huán)(10)上，卡環(huán)(10)固定在上封頭(8)內(nèi)的下端；筒體(1)內(nèi)上部固定一個(gè)流量分配管(11)，下部固定一個(gè)流量匯流管(16)流量分配管(11)與流量匯流管(16)之間固定裝有多根螺旋管束(17)；下封頭(13)內(nèi)固定一個(gè)封頭固定旋轉(zhuǎn)折流板(14)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋管東全逆程螺旋流管殼式換熱器， 其特征在于封頭旋轉(zhuǎn)螺旋片(9)均勾分布設(shè)多個(gè)葉片。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋管東全逆程螺旋流管充式換熱器， 其特征在于封頭固定旋轉(zhuǎn)折流板(14)均勻分布設(shè)多個(gè)螵旋板。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋管東全逆程螺旋流管充式換熱器， 其特征在于螺旋管東(17)在簡(jiǎn)體(1)內(nèi)呈蛇形排列，并構(gòu)成兩個(gè) 主渦流腔(18 )和兩個(gè)輔渦流腔(19),管程介質(zhì)流入口接管(2 )與 簡(jiǎn)體(1 )圓周為切向焊接并同流量分配管(11 )兩端連通，管程介 質(zhì)流出口接管(12 )與筒體(1)圓周為切向焊接并同流量匯流管(16) 兩端連通。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋管東全逆程螺旋流管殼式換熱器，其特征在于流量分配管(11)、流量匯流管(16)和螺旋管束(17)截面為橢圓形。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于工業(yè)用換熱裝置，特別涉及一種在能源、石油、化工等工業(yè)部門(mén)應(yīng)用的螺旋管束全逆程螺旋流管殼式換熱器，由筒體(1)、上封頭(8)、下封頭(13)和法蘭(3)組成，在上封頭內(nèi)活動(dòng)地裝一個(gè)封頭旋轉(zhuǎn)螺旋片(9)，封頭旋轉(zhuǎn)螺旋片(9)上端固定一個(gè)卡盤(pán)(4)，上封頭(8)內(nèi)上端由環(huán)形凸臺(tái)(7)與上封頭(8)之間構(gòu)成一個(gè)環(huán)形凹槽(6)，卡盤(pán)(4)活動(dòng)地裝在環(huán)形凹槽(6)中，封頭旋轉(zhuǎn)螺旋片(9)下端擔(dān)在卡環(huán)(10)上，卡環(huán)(10)固定在上封頭(8)內(nèi)的下端；該換熱器傳熱性能好，換熱效率高；體積小，重量輕，節(jié)省原材料和能源；具有防潔垢和自動(dòng)除垢功能；管程壓力低，安全可靠。
文檔編號(hào)F28F9/22GK201003918SQ20072001054
公開(kāi)日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2007年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月6日
發(fā)明者張明健, 張海濤, 偉 楊, 趙乃卓, 趙乃穎 申請(qǐng)人:遼寧工程技術(shù)大學(xué)