專利名稱：換熱管內(nèi)外流體介質(zhì)雙螺旋流動(dòng)殼管式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種殼管式換熱器，尤其是涉及一種換熱管內(nèi)外流體 介質(zhì)雙螺旋流動(dòng)殼管式換熱器。
背景技術(shù)：
在煉油、化工、環(huán)保、能源、電力等工業(yè)中，換熱器是一種重要的單
元設(shè)備，通常在化工廠的建設(shè)中，換熱器約占總投資的10-20%;尤其在煉 油廠的建設(shè)中，換熱器約占全部工藝設(shè)備投資的35-40%。其中，管殼式換 熱器又占世界換熱器市場(chǎng)總額的37%。在管殼式換熱器中， 一種流體在管 內(nèi)流動(dòng)，另一種流體在殼惻流動(dòng)，并通過(guò)管子進(jìn)行熱量交換。同時(shí)，殼惻 布置有折流板，折流板為管子提供支撐，同時(shí)還使流體按特定的通道流動(dòng) 以改善其傳熱特性。
傳統(tǒng)弓型折流板存在很多問(wèn)題①弓型折流板使流體垂直沖擊殼體壁 面，造成較大的沿程壓降；②折流板與殼體壁面相接處產(chǎn)生流動(dòng)滯止死區(qū)， 降低了換熱效率，且容易結(jié)垢；③折流板與殼體壁面之間及換熱管與折流 板之間存在漏流，使殼側(cè)存在較大的旁路流動(dòng)，而旁流及漏流降低了有效 橫掠管東的質(zhì)量流量，故減小了殼側(cè)的換熱效率；④高流速流體橫掠換熱 管束會(huì)誘導(dǎo)換熱管的振動(dòng)，縮短了換熱器的壽命。
20世紀(jì)60年代，已有學(xué)者提出了螺旋折流板換熱器的思想。螺旋折 流板換熱器是將折流板布置成近似的螺旋面，使換熱器中的殼側(cè)流體呈連 續(xù)的螺旋狀流動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)有效地降低殼側(cè)的流動(dòng)阻力及強(qiáng)化傳熱的目的。 此外，在實(shí)現(xiàn)換熱器的高效節(jié)能問(wèn)題中開(kāi)發(fā)出新型高效的強(qiáng)化傳熱元件同 樣關(guān)鍵，強(qiáng)化傳熱元件的研究是新型高效換熱設(shè)備設(shè)計(jì)制造的基礎(chǔ)。因此， 合理設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)新型高效換熱器，同時(shí)實(shí)現(xiàn)殼管式換熱殼側(cè)及管側(cè)傳熱強(qiáng)化，又能有效降低流阻及結(jié)港現(xiàn)象，提高換熱器的整體換熱性能對(duì)于節(jié)能降耗具有重要意義。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種換熱管內(nèi)外流體介質(zhì)雙螺旋流動(dòng)殼管式換熱器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，在強(qiáng)化殼側(cè)及管側(cè)傳熱、換熱性能的同時(shí)，又能有效降低流阻及結(jié)垢現(xiàn)象。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型釆用的技術(shù)方案是 一種換熱管內(nèi)外流體介質(zhì)雙螺旋流動(dòng)殼管式換熱器，由通過(guò)左右兩端封頭進(jìn)行密封的殼體、設(shè)置在殼體側(cè)壁上的殼程進(jìn)口和殼程出口、分別位于殼體內(nèi)部?jī)啥说姆獍逡缓头獍宥⒃O(shè)置在所述封頭上的管程進(jìn)口和管程出口、設(shè)置在殼體內(nèi)部的折流板以及多個(gè)平行安裝在封板一和封板二間的換熱管組成，所述封板一和封板二上對(duì)應(yīng)開(kāi)有多個(gè)供換熱管穿過(guò)的通孔；所述換熱管包括同心穿套的外管和芯管以及在二者間繞管芯環(huán)繞嵌設(shè)的內(nèi)翅片，所述內(nèi)翅片與外管和芯管之間釆用釬焊進(jìn)行連接，其特征在于所述折流板為連通殼程進(jìn)口和殼程出口的螺旋折流板，所述殼程進(jìn)口、螺旋折流板和殼程出口組成縱向螺旋式的殼側(cè)流通通道，螺旋折流板的外側(cè)邊緣與殼體側(cè)壁的內(nèi)壁之間固定連接，螺旋折流板上對(duì)應(yīng)開(kāi)有多個(gè)供換熱管穿過(guò)的通孔；
所述內(nèi)翅片由波紋內(nèi)翅片板彎曲而成且在外管和芯管之間形成一個(gè)縱向螺旋式內(nèi)翅片管，所述縱向螺旋式內(nèi)翅片管上分布有多個(gè)縱向螺旋式流通通道，所述縱向螺旋式流通通道與管程進(jìn)口和管程出口連通組成管內(nèi)
流通通道o
所述管程進(jìn)口和管程出口均位于同一個(gè)封頭上，所述管內(nèi)流通通道對(duì)應(yīng)管程進(jìn)口和管程出口分為兩個(gè)流通通道，所述兩個(gè)流通通道與管程進(jìn)口和管程出口組成一個(gè)來(lái)回式的雙管程管內(nèi)流通通道。
所述管程進(jìn)口和管程出口均位于殼體右端的右封頭上，所述封板二和右封頭之間設(shè)置有一隔板，隔板設(shè)置在封板二和右封頭之間的中心處。所述隔板與封板二和右封頭之間均釆用無(wú)縫釬焊進(jìn)行連接。所述管程進(jìn)口和管程出口分別位于殼體左右兩端的兩個(gè)封頭上，所述
管程進(jìn)口和管程出口與所述縱向螺旋式流通通道組成 一個(gè)單向式的單管
程管內(nèi)流通通道。
所述螺旋折流板內(nèi)流通的的介質(zhì)黏性越大，其螺旋波紋越稀疏。
所述螺旋折流板的螺旋波紋形狀為連續(xù)周期函數(shù)，螺旋折流板為連續(xù)
螺旋片構(gòu)成的折流板或由多個(gè)螺旋片搭接而成的折流板，螺旋折流板為單
螺旋結(jié)構(gòu)、雙螺旋結(jié)構(gòu)或多螺旋結(jié)構(gòu)且其與殼程進(jìn)口和殼程出口相應(yīng)組成
一個(gè)單螺旋、雙螺旋或多螺旋式的殼側(cè)流通通道。
所述波紋內(nèi)翅片板波紋的紋路與水平方向間的夾角為CC,其中15° <
a<85°;所述波紋的波紋形狀為連續(xù)周期函數(shù)，其縱向幅高與外管和芯管之間的間距相等；所述內(nèi)翅片中所流通的介質(zhì)黏性越大，所述波紋內(nèi)翅片板的波紋越稀疏，所述波紋的波長(zhǎng)入越大，所述縱向螺旋式流通通道的數(shù)量越少，a越大；
所述螺旋折流板內(nèi)流通的的介質(zhì)黏性越大，其螺旋波紋越稀疏，所述縱向螺旋式流通通道的數(shù)量越少。
所述殼體為圓柱形。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)，1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，加工制作方便且使用操作簡(jiǎn)便，同時(shí)，所制成換熱器的種類多樣，可為單殼程單管程、單殼程多管程及多殼程多管程類換熱器，各類換熱器冷熱流體的進(jìn)出口位置設(shè)計(jì)根據(jù)換熱器的具體類型而定；2、釆用換熱管內(nèi)外流體螺旋流動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)換熱器殼側(cè)及管內(nèi)流體的雙縱向螺旋運(yùn)動(dòng)，其殼側(cè)螺旋折流板為單螺旋、雙螺旋或多螺旋結(jié)構(gòu)；換熱管為縱向螺旋內(nèi)翅片管，由外管、芯管(堵塞或不堵塞)和縱向連續(xù)螺旋內(nèi)翅片通道組成，且縱向螺旋內(nèi)翅片管的波紋翅片板為鋸齒形、波紋型等，其管內(nèi)介質(zhì)流動(dòng)方向?yàn)榭v向螺旋狀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，大大加強(qiáng)了流動(dòng)邊界層的擾動(dòng)，并促進(jìn)邊界層流體和主流流體的混合，強(qiáng)化對(duì)流換熱；因而不僅增大了換熱器的傳熱面積，使得換熱器結(jié)構(gòu)更加緊湊，而且提高換熱效率，減低了流體的流動(dòng)阻力；
3、減少了殼側(cè)及館內(nèi)結(jié)垢現(xiàn)象，減輕換熱管的振動(dòng)，因而使換熱器的使用壽命大大增加；4、通過(guò)在波紋內(nèi)翅片板和/或螺旋折流板上連續(xù)開(kāi)孔或縫，實(shí)現(xiàn)油類高黏度流體流動(dòng)邊界層及溫度邊界層的有效破壞，增強(qiáng)擾動(dòng)，從而有效強(qiáng)化殼側(cè)及管內(nèi)的對(duì)流換熱?？傊?，本實(shí)用新型在強(qiáng)化殼側(cè)及管側(cè)傳熱、換熱性能的同時(shí)，又能有效降低流阻及結(jié)港現(xiàn)象。
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本實(shí)用新型第一優(yōu)選實(shí)施方式的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中上半空間換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1中下半空間換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型換熱管中波紋內(nèi)翅片板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實(shí)用新型第二優(yōu)選實(shí)施方式的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實(shí)用新型第三優(yōu)選實(shí)施方式的整體結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明
l一殼體；
4一擋板一；
7—換熱管；
IO—管程進(jìn)口；
13—?dú)こ坛隹冢?br> 16—內(nèi)翅片。
2—左封頭；
5—擋板二；
8—螺旋折流板;
ll一管程出口；
14一外管；
3—右封頭；
6—隔板；
9一通孔；
12—?dú)こ踢M(jìn)口
15—芯管；
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
如圖1所示，本實(shí)用新型由通過(guò)兩端封頭即左封頭2和右封頭3進(jìn)行密封的殼體l、設(shè)置在殼體1側(cè)壁上的殼程進(jìn)口 12和殼程出口 13、分別位于殼體1內(nèi)部?jī)啥说姆獍逡?4和封板二 5、均設(shè)置在右封頭3上的一組
管程進(jìn)口 IO和管程出口 11、設(shè)置在殼體l內(nèi)部的折流板以及多個(gè)平行安裝在封板一 4和封板二 5間的換熱管7組成。其中，殼程進(jìn)口12和殼程出口 13分別位于殼體1的側(cè)壁兩端。所述封板一 4和封板二 5上對(duì)應(yīng)開(kāi)有多個(gè)供換熱管7穿過(guò)的通孔9,換熱管7外壁與通孔9之間無(wú)縫焊接，在封板一4和封板二 5之間形成平行的管通道。另外，殼體l為圓柱形的外殼。其封板一 4和封板二 5的周邊與殼體l的內(nèi)壁之間無(wú)縫焊接在一起。本實(shí)施例中，殼程進(jìn)口 12位于殼體1側(cè)壁的左端，而殼程出口 13位于殼體l側(cè)壁的右端；另外，折流板為連通殼程進(jìn)口 12和殼程出口 13的螺旋折流板8，也就是說(shuō)，殼程進(jìn)口 12、螺旋折流板8和殼程出口 13組成一個(gè)縱向螺旋式的殼側(cè)流通通道且螺旋折流板8為單螺旋結(jié)構(gòu)，其螺旋折流板8的外側(cè)邊緣與殼體l側(cè)壁的內(nèi)壁之間固定連接，具體是通過(guò)無(wú)縫釬焊進(jìn)行密封焊接固定。同時(shí)，螺旋折流板8上對(duì)應(yīng)開(kāi)有多個(gè)供換熱管7穿過(guò)的通孔9,這樣通過(guò)穿過(guò)螺旋折流板8將由多個(gè)供換熱管7組成的換熱管束固定在封板一4和封板二 5之間。在實(shí)際工作過(guò)程中， 一種換熱流體從左側(cè)的殼程進(jìn)口 12進(jìn)入，經(jīng)過(guò)換熱器內(nèi)部由螺旋折流板8和殼體1內(nèi)壁組成的殼程空間即從左至右的螺旋式流通通道后，從右側(cè)的殼程出口13流出。
另外，螺旋折流板8的螺旋波紋形狀為連續(xù)周期函數(shù)，螺旋折流板8為連續(xù)螺旋片構(gòu)成的折流板或由多個(gè)螺旋片搭接而成的折流板，并且螺旋折流板8為單螺旋結(jié)構(gòu)、雙螺旋結(jié)構(gòu)或多螺旋結(jié)構(gòu)且其相應(yīng)組成一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)縱向螺旋式流通通道。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，螺旋折流板8內(nèi)流通的的介質(zhì)黏性越大，其螺旋波紋越稀疏。也就是說(shuō)，當(dāng)螺旋折流板8內(nèi)流通的的介質(zhì)黏性比較大時(shí)，則相應(yīng)釆用單螺旋或雙螺旋結(jié)構(gòu)；而當(dāng)螺旋折流板8內(nèi)流通的的介質(zhì)黏性較小時(shí)，則可以相應(yīng)釆用多螺旋結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中，螺旋折流板8為單螺旋結(jié)構(gòu)。
結(jié)合圖2、圖3，所述換熱管7包括同心穿套的外管14和芯管15以及在二者間繞管芯環(huán)繞嵌設(shè)的內(nèi)翅片16,所述內(nèi)翅片16與外管14和芯管
15之間采用釬焊進(jìn)行連接。其中，所述內(nèi)翅片16由波紋內(nèi)翅片板彎曲而成且在外管14和芯管15之間形成一個(gè)圓柱狀的縱向螺旋式內(nèi)翅片管，其縱向螺旋式內(nèi)翅片管上分布有多個(gè)縱向螺旋式流通通道。所述縱向螺旋式流通通道與管程進(jìn)口 IO和管程出口 ll連通組成管內(nèi)流通通道。
結(jié)合圖4，波紋內(nèi)翅片板波紋的紋路與水平方向的夾角為oc,其中15°《a<85°。波紋內(nèi)翅片板的波紋為鋸齒形或波紋形，并且波紋內(nèi)翅片板可以為銅、鋼或鋁等金屬板。本具體實(shí)施例中，其波紋為正弦波形。其波紋內(nèi)翅片板的波紋形狀為連續(xù)周期函數(shù)，其波紋的縱向幅高即正弦波的振幅與外管14和芯管15之間的間距相等。所述內(nèi)翅片16中所流通的介質(zhì)黏性越大，所述波紋內(nèi)翅片板的波紋越稀疏，所述波紋的波長(zhǎng)A越大，所述縱向螺旋式流通通道的數(shù)量越少，oc越大；反之亦然，即當(dāng)所流通的介質(zhì)黏性越小，所述波紋內(nèi)翅片板的波紋越密集，所述波紋的波長(zhǎng)人越小，所述縱向螺旋式流通通道的數(shù)量越多，cc越小。
本實(shí)施例中，管程進(jìn)口 IO和管程出口 11均位于同一個(gè)封頭即右封頭3上，封板二 5和右封頭3之間設(shè)置有一隔板6，隔板6水平設(shè)置在封板二 5和右封頭3之間的中心處，并且隔板6與封板二5、右封頭3以及殼體1的內(nèi)壁之間無(wú)縫焊接，這樣對(duì)應(yīng)管程進(jìn)口 IO和管程出口 11將管內(nèi)流通通道分成上下兩部分。其中，管程進(jìn)口 10位于右封頭3的上部且其與隔板6上方的多個(gè)換熱管7組成上部管內(nèi)流通通道，即上部管內(nèi)流通通道與管程進(jìn)口 IO相通，又由于螺旋折流板8為從左向右螺旋，則上部管內(nèi)流通通道中的多個(gè)換熱管7為從右向左螺旋(詳見(jiàn)圖3),且其與殼側(cè)流通通道為異向螺旋；對(duì)應(yīng)地，管程出口 11位于右封頭3的下部且其與隔板6下方的多個(gè)換熱管7組成下部管內(nèi)流通通道，即下部管內(nèi)流通通道與管程出口 11相通，因而下部管內(nèi)流通通道中的多個(gè)換熱管7為從左向右螺旋(詳見(jiàn)圖2)，且其與殼側(cè)流通通道為同向螺旋，綜上，其上部管內(nèi)流通通道和下部管內(nèi)流通通道組成一個(gè)來(lái)回式的雙管程管內(nèi)流通通道。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，另一種換熱流體從管程進(jìn)口 10流入，經(jīng)過(guò)上部管內(nèi)流通通道和下部管內(nèi)流通通道后，從管程出口 ll流出。這樣，管程進(jìn)口 io和管程出口 11和上、下部管內(nèi)流通通道組成一個(gè)來(lái)回式的雙管程管內(nèi)流通通道。
綜上，本實(shí)施例中，換熱器為單殼程雙管程換熱器且其通過(guò)換熱管7內(nèi)外流體螺旋流動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了換熱器殼側(cè)及管內(nèi)流體的雙縱向螺
旋運(yùn)動(dòng)。
實(shí)施例2
如圖5所示，本實(shí)施例中，所述管程進(jìn)口 IO和管程出口 11的數(shù)量為一組，并且管程進(jìn)口 IO和管程出口 11分別位于殼體1左右兩端的兩個(gè)封頭上，具體是管程進(jìn)口 10位于右封頭3上，管程出口 11位于左封頭2上，并且封板二 5和右封頭3之間未設(shè)置隔板6，這樣，所述縱向螺旋式流通通道與管程進(jìn)口 IO和管程出口 ll連通組成一個(gè)從右向左螺旋的單向式管內(nèi)流通通道；其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系、功能等均與實(shí)施例l相同。也就是說(shuō)，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別之處在于所述管程進(jìn)口 IO和管程出口 11分別位于兩個(gè)封頭上，二者與所述縱向螺旋式流通通道組成一單向式的單管程管內(nèi)流通通道，并且所述管內(nèi)流通通道與殼側(cè)流通通道為異向螺旋。實(shí)際加工制作過(guò)程中，也可將所述管內(nèi)流通通道與殼惻流通通道制作為同向螺旋，此時(shí)，管程進(jìn)口 10位于左封頭2上，管程出口 ll位于右封頭3上。
綜上，本實(shí)施例中，該換熱器為單殼程單管程換熱器且其通過(guò)換熱管7內(nèi)外流體螺旋流動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了換熱器殼側(cè)及管內(nèi)流體的雙縱向螺旋運(yùn)動(dòng)。
實(shí)施例3
如圖6所示，本實(shí)施例中，由兩個(gè)換熱器相串聯(lián)組成，其換熱流體從其中一個(gè)換熱器的殼程進(jìn)口 12流入，經(jīng)過(guò)螺旋折流板8形成的殼側(cè)流通通道后，從本換熱器的殼程出口 13流出；同時(shí)，該換熱器的殼程出口 13與另一個(gè)換熱器的殼程進(jìn)口 12連通，因此，換熱流體又從另一個(gè)換熱器的殼程進(jìn)口 12流入，同樣經(jīng)過(guò)殼惻流通通道后，從其殼程出口 13流出，這樣，
便形成一個(gè)來(lái)回式的雙殼程流通通道。具體是上一個(gè)換熱器的殼程進(jìn)口12位于殼體1的左側(cè)，而其殼程出口 13位于殼體1的右惻；對(duì)應(yīng)地，下一個(gè)換熱器的殼程進(jìn)口 12位于殼體1的右側(cè)，而其殼程出口 13位于殼體l的左側(cè)。也就是說(shuō)，左側(cè)的殼程進(jìn)口 12為殼側(cè)換熱流體的總進(jìn)口，而左側(cè)的殼程出口 13為殼側(cè)換熱流體的總出口；右側(cè)的殼程進(jìn)口 12和殼程出口 13相連通。綜上，上一個(gè)換熱器內(nèi)的螺旋折流板8形成自左向右的縱向螺旋式殼側(cè)流通通道，而下 一個(gè)換熱器內(nèi)的螺旋折流板8形成自右向左的縱向螺旋式殼側(cè)流通通道，這樣，兩個(gè)相串聯(lián)的換熱器相連通組成一個(gè)來(lái)回式的雙殼程流通通道。
另外，兩個(gè)換熱器的管程進(jìn)口 IO和管程出口 ll的數(shù)量均為一組且二者均位于同一個(gè)封頭即右封頭3上，其每個(gè)換熱器內(nèi)部的具體結(jié)構(gòu)與實(shí)施例l相同；另外，上一個(gè)換熱器的管程進(jìn)口 IO為管內(nèi)換熱流體的總進(jìn)口，該換熱器的管程出口 11與下一個(gè)換熱器的管程進(jìn)口 IO相連通，而下一個(gè)換熱器的管程出口 11為管內(nèi)換熱流體的總出口。綜上，兩個(gè)相串聯(lián)的換熱器最終組成兩個(gè)來(lái)回式的管內(nèi)流通通道，即整體構(gòu)成一個(gè)4管程的管內(nèi)流通通道。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，也可以實(shí)現(xiàn)將多個(gè)換熱器依次相串聯(lián)，最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)多殼程多管程的換熱器結(jié)構(gòu)。
以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種換熱管內(nèi)外流體介質(zhì)雙螺旋流動(dòng)殼管式換熱器，由通過(guò)左右兩端封頭進(jìn)行密封的殼體(1)、設(shè)置在殼體(1)側(cè)壁上的殼程進(jìn)口(12)和殼程出口(13)、分別位于殼體(1)內(nèi)部?jī)啥说姆獍逡?4)和封板二(5)、設(shè)置在所述封頭上的管程進(jìn)口(10)和管程出口(11)、設(shè)置在殼體(1)內(nèi)部的折流板以及多個(gè)平行安裝在封板一(4)和封板二(5)間的換熱管(7)組成，所述封板一(4)和封板二(5)上對(duì)應(yīng)開(kāi)有多個(gè)供換熱管(7)穿過(guò)的通孔(9)；所述換熱管(7)包括同心穿套的外管(14)和芯管(15)以及在二者間繞管芯環(huán)繞嵌設(shè)的內(nèi)翅片(16)，所述內(nèi)翅片(16)與外管(14)和芯管(15)之間采用釬焊進(jìn)行連接，其特征在于所述折流板為連通殼程進(jìn)口(12)和殼程出口(13)的螺旋折流板(8)，所述殼程進(jìn)口(12)、螺旋折流板(8)和殼程出口(13)組成縱向螺旋式的殼側(cè)流通通道，螺旋折流板(8)的外側(cè)邊緣與殼體(1)側(cè)壁的內(nèi)壁之間固定連接，螺旋折流板(8)上對(duì)應(yīng)開(kāi)有多個(gè)供換熱管(7)穿過(guò)的通孔(9)；所述內(nèi)翅片(16)由波紋內(nèi)翅片板彎曲而成且在外管(14)和芯管(15)之間形成一個(gè)縱向螺旋式內(nèi)翅片管，所述縱向螺旋式內(nèi)翅片管上分布有多個(gè)縱向螺旋式流通通道，所述縱向螺旋式流通通道與管程進(jìn)口(10)和管程出口(11)連通組成管內(nèi)流通通道。
2. 按照權(quán)利要求1所述的換熱管內(nèi)外流體介質(zhì)雙螺旋流動(dòng)殼管式換熱 器，其特征在于所述管程進(jìn)口 (IO)和管程出口 (ll)均位于同一個(gè)封 頭上，所述管內(nèi)流通通道對(duì)應(yīng)管程進(jìn)口 (IO)和管程出口 (ll)分為兩個(gè) 流通通道，所述兩個(gè)流通通道與管程進(jìn)口 (IO)和管程出口 (ll)組成一 個(gè)來(lái)回式的雙管程管內(nèi)流通通道。
3. 按照權(quán)利要求l所述的換熱管內(nèi)外流體介質(zhì)雙螺旋流動(dòng)殼管式換熱 器，其特征在于所述管程進(jìn)口 (10)和管程出口 (11)均位于殼體(1) 右端的右封頭(3)上，所述封板二 (5)和右封頭(3)之間設(shè)置有一隔板(6),隔板(6)設(shè)置在封板二 (5)和右封頭(3)之間的中心處。
4. 按照權(quán)利要求3所述的換熱管內(nèi)外流體介質(zhì)雙螺旋流動(dòng)殼管式換熱 器，其特征在于所述隔板(6)與封板二 (5)和右封頭(3)之間均采 用無(wú)縫釬焊進(jìn)行連接。
5. 按照權(quán)利要求1所述的換熱管內(nèi)外流體介質(zhì)雙螺旋流動(dòng)殼管式換熱 器，其特征在于所述管程進(jìn)口 (IO)和管程出口 (ll)分別位于殼體U) 左右兩端的兩個(gè)封頭上，所述管程進(jìn)口 (10)和管程出口 (11)與所述縱 向螺旋式流通通道組成 一 個(gè)單向式的單管程管內(nèi)流通通道。
6. 按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的換熱管內(nèi)外流體介質(zhì) 雙螺旋流動(dòng)殼管式換熱器，其特征在于所述螺旋折流板(8)內(nèi)流通的 的介質(zhì)黏性越大，其螺旋波紋越稀疏。
7. 按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的換熱管內(nèi)外流體介質(zhì) 雙螺旋流動(dòng)殼管式換熱器，其特征在于所述螺旋折流板(8)的螺旋波 紋形狀為連續(xù)周期函數(shù)，螺旋折流板(8)為連續(xù)螺旋片構(gòu)成的折流板或 由多個(gè)螺旋片搭接而成的折流板，螺旋折流板(8)為單螺旋結(jié)構(gòu)、雙螺 旋結(jié)構(gòu)或多螺旋結(jié)構(gòu)且其與殼程進(jìn)口 (12)和殼程出口 (13)相應(yīng)組成一 個(gè)單螺旋、雙螺旋或多螺旋式的殼側(cè)流通通道。
8. 按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的換熱管內(nèi)外流體介質(zhì) 雙螺旋流動(dòng)殼管式換熱器，其特征在于所述波紋內(nèi)翅片板波紋的紋路與 水平方向間的夾角為cc，其中15° < a《85°;所述波紋的波紋形狀為連續(xù) 周期函數(shù)，其縱向幅高與外管(14)和芯管(15)之間的間距相等；所述 內(nèi)翅片(16)中所流通的介質(zhì)黏性越大，所述波紋內(nèi)翅片板的波紋越稀疏， 所述波紋的波長(zhǎng)入越大，所述縱向螺旋式流通通道的數(shù)量越少，a越大；所述螺旋折流板(8)內(nèi)流通的的介質(zhì)黏性越大，其螺旋波紋越稀疏， 所述縱向螺旋式流通通道的數(shù)量越少。
9. 按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的換熱管內(nèi)外流體介質(zhì) 雙螺旋流動(dòng)殼管式換熱器，其特征在于所述殼體(l)為圓柱形。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種換熱管內(nèi)外流體介質(zhì)雙螺旋流動(dòng)殼管式換熱器，由通過(guò)封頭密封的殼體、設(shè)置在殼體側(cè)壁上的殼程進(jìn)口和殼程出口、位于殼體內(nèi)部?jī)啥说姆獍逡缓头獍宥?、設(shè)置在封頭上的管程進(jìn)口和管程出口、位于殼體內(nèi)部的折流板及多個(gè)平行安裝在封板一和封板二間的換熱管組成；換熱管包括外管和芯管及在二者間繞管芯環(huán)繞嵌設(shè)的內(nèi)翅片；其折流板為連通殼程進(jìn)口和殼程出口的螺旋折流板，三者組成縱向螺旋式殼側(cè)流通通道；內(nèi)翅片由波紋內(nèi)翅片板彎曲而成且在外管和芯管間形成一個(gè)縱向螺旋式內(nèi)翅片管，其與管程進(jìn)口和管程出口連通組成管內(nèi)流通通道。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，在強(qiáng)化殼側(cè)及管側(cè)傳熱、換熱性能的同時(shí)，又能有效降低流阻及結(jié)垢現(xiàn)象。
文檔編號(hào)F28D7/10GK201281561SQ20082003001
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月21日
發(fā)明者峰 吳 申請(qǐng)人:西安石油大學(xué)