管殼程容積可調(diào)節(jié)縱紊流油冷卻器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油冷卻器制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于石化、電力、冶金等行業(yè)的管、殼程空間可調(diào)的順紊流油冷卻器。
【背景技術(shù)】
[0002]管殼式油冷卻器作為一種傳統(tǒng)的油冷卻器結(jié)構(gòu)形式，具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、維護方便、適用性強、安全性高、選材范圍廣、處理能力大等特點。在管殼式油冷卻器中，傳統(tǒng)的折流板結(jié)構(gòu)一直占據(jù)著主導(dǎo)地位。但由于折流板結(jié)構(gòu)在折流板與殼體結(jié)合部位為流動死區(qū)，在此位置形成渦流，并由此導(dǎo)致有效換熱面積減少、結(jié)垢和腐蝕等問題，同時，由于殼程流動狀態(tài)為總體逆流、局部錯流，形成了對管束的沖刷，造成管束振動，由此導(dǎo)致管板焊接處開裂和磨損導(dǎo)致穿孔。
[0003]針對傳統(tǒng)的折流板殼程結(jié)構(gòu)的缺點，近年不斷有新型的殼程結(jié)構(gòu)推出，如螺旋折流板、折流桿、空心環(huán)等。其共同特點是殼程流體延油冷卻器軸向流動，消除或減少了死區(qū)和對管束的沖刷，減少了殼程結(jié)垢和振動，同時也降低了殼程流體的壓降。
[0004]與傳統(tǒng)的折流板油冷卻器不同，新型的油冷卻器殼程流體一般為軸向流動，因而殼程流體流速通常較低，由此導(dǎo)致殼程流體傳熱系數(shù)低，因此只能適合殼程流量較大的場合。因此，目前仍然為折流板式油冷卻器占據(jù)主導(dǎo)地位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種管殼程容積可調(diào)節(jié)縱紊流油冷卻器，通過采用新型換熱管及換熱管排列方式，使管程和殼程流體流速匹配更為合理，提高殼程流體的湍流程度，從而較大程度地提高殼程換熱系數(shù)。
[0006]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取了的技術(shù)方案是:
[0007]管殼程容積可調(diào)節(jié)縱紊流油冷卻器，其包括殼體，所述殼體的兩端分別由第一管板和第二管板封閉，形成一容置空間，該殼體內(nèi)安裝有多個換熱管，所述多個換熱管由卡箍進行捆扎形成一換熱管束，所述換熱管束的兩端分別與第一管板和第二管板固定連接，第一管板和第二管板的外側(cè)分別固定連接一第一封頭和第二封頭；
[0008]第一封頭與第一管板形成的空間通過一隔板分為管程進口通道和管程出口通道，管程進口通道和管程出口通道分別與安裝于第一封頭上的冷凍水進口和冷凍水出口相連通；所述殼體的上側(cè)固定連接有與所述容置空間相連通的進油口和出油口，所述進油口位于第二管板側(cè)，所述出油口位于第一管板側(cè)，所述殼體的下側(cè)固定連接有與所述容置空間相連通的放油口；
[0009]所述換熱管包括變形傳熱管以及連接于該變形傳熱管兩端的第一圓管和第二圓管，所述第一圓管、變形傳熱管和第二圓管一體成型，其中，第一圓管固定于第一管板上，第二圓管固定于第二管板上，所述第一圓管、變形傳熱管和第二圓管的橫截面周長均相等，相鄰換熱管通過變形傳熱管上的凸起部位實現(xiàn)點接觸以形成自支撐結(jié)構(gòu)，相鄰換熱管的相鄰兩個接觸點之間相對應(yīng)形成間隙以在容置空間內(nèi)形成網(wǎng)狀通道。
[0010]所述變形傳熱管為螺旋扭曲管，該螺旋扭曲管的橫截面為三葉狀結(jié)構(gòu)，所述三葉狀結(jié)構(gòu)由三個半橢圓和三個圓弧成交錯連接形成的閉合曲線，其中，三個圓弧的頂點位于該三葉狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)接圓上，且三個頂點至內(nèi)接圓圓心連線所形成的夾角均為120°，相鄰換熱管通過半橢圓相互接觸以形成自支撐結(jié)構(gòu)，相鄰換熱管的圓弧相對應(yīng)形成間隙以在容置空間內(nèi)形成網(wǎng)狀通道。
[0011]所述換熱管為銅管。
[0012]所述銅管的外表面設(shè)有翅片強化結(jié)構(gòu)，所述變形傳熱管由光滑圓管經(jīng)冷軋加工而成。
[0013]所述第一圓管、第二圓管分別焊接或脹接于第一管板、第二管板上。
[0014]所述容置空間內(nèi)進一步安裝有至少一隔環(huán)，換熱管束穿于所述隔環(huán)上設(shè)有的穿孔中，所述隔環(huán)與殼體內(nèi)表面固定連接。
[0015]所述隔環(huán)為圓形，其穿孔為六邊形，其中，圓形的外邊緣固定連接于殼體的內(nèi)壁上，換熱管束穿于該六邊形中。
[0016]所述內(nèi)接圓和圓弧的半徑比為(0.2?2):1。
[0017]所述變形傳熱管的導(dǎo)程與圓弧的半徑的比例為(10?100):1。
[0018]所述變形傳熱管的水力直徑與第一圓管的直徑之比例為(0.5?0.9):1。
[0019]采用截面為螺旋三葉管作為換熱管，由光滑圓管經(jīng)壓扁、扭曲而成，為了便于管束與管板的安裝和焊接，換熱管的兩端與管板連接處仍保持圓形。所有換熱管的幾何尺寸包括外徑、扭距、截面長軸、短軸等都是相同的。換熱管之間通過互相接觸形成自支撐，通過換熱管的有序排布以增大殼程流體的湍流程度，達到強化傳熱的目的，同時節(jié)省空間。螺旋三葉管縱向相互靠凸點接觸，橫向間距可變，通過螺旋三葉管間形成殼程變空間螺旋形流道，形成對殼程流體的強烈擾動，因而更有利于殼程流體的傳熱。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
[0021]1、強化傳熱效果好:通過采用變空間的布管方式，在殼程形成了均勻、緊密的螺旋形流道，對殼程流體起到了強烈的擾動作用，因而可以大幅度提高殼程傳熱系數(shù)，對于層流流動，可提高殼程傳熱系數(shù)2?3倍，對于湍流流動，可提高殼程傳熱系數(shù)30%以上。
[0022]2、空間利用效率高:通過采用變空間的布管方式，管間距可顯著縮小，因而在相同的布管面積內(nèi)可排布更多的換熱管，相同的體積內(nèi)能夠獲得更多的換熱面積。
[0023]3、結(jié)構(gòu)簡單，易于維護:由于扭曲管自支撐結(jié)構(gòu)取消了支撐部件，其它結(jié)構(gòu)均與傳統(tǒng)的管殼式油冷卻器相同，結(jié)構(gòu)上易于實現(xiàn)，安裝方便，適用于各種壓力級別和溫度條件的全部管殼式油冷卻器結(jié)構(gòu)形式，與常規(guī)的管殼式油冷卻器具有互換性，因而易于推廣。
[0024]4、使用壽命長:由于殼程流體流動方向為完全軸向流動，消除了由于對管束的沖刷引起的誘導(dǎo)振動，減少了由于振動造成管板焊接處開裂和換熱管破裂，因而油冷卻器的使用壽命更長，同時也消除了流動死區(qū)，降低了結(jié)垢和腐蝕速率。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明管殼程容積可調(diào)節(jié)縱紊流油冷卻器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為圖1的A-A剖視圖；
[0027]圖3為圖1的B向示意圖；
[0028]圖4為單個換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5為圖4中變形傳熱管部分的剖視圖。
[0030]其中:1、冷凍水進口 ；2、管板；3、出油口 ；4、隔環(huán)；5、卡箍；6、支架；7、殼體；8、換熱管；81、變形傳熱管；811、半橢圓；812、圓?。?2、圓管；83、圓管；9、放油口 ；10、冷凍水出口 ；11、進油口 ；12、導(dǎo)流板；13、內(nèi)接圓。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明的內(nèi)容做進一步詳細說明。
[0032]實施例:
[0033]請參照圖1和圖3所示，一種管殼程容積可調(diào)節(jié)縱紊流油冷卻器，其包括殼體7，所述殼體7的兩端通過兩個管板2封閉，形成一容置空間，該殼體7內(nèi)安裝有多個換熱管8，該多個換熱管8通過卡箍5捆綁形成換熱管束，管板2的外側(cè)均固定連接封頭，管板2與其對應(yīng)的封頭之間形成了流動通道，換熱管束的兩端分別固定于相應(yīng)的管板2上且與相應(yīng)的流動通道相連通，其中一流動通道并通過隔板進行管程分程，提高換熱效率，其將該流動通道分成冷凍水進口通道和冷凍水出口通道，在該流動通道相應(yīng)的封頭上設(shè)有冷凍水進口 I和冷凍水出口 10，冷凍水進口 I和冷凍水進口通道相連通，冷凍水出口 10和冷凍水出口通道相連通。
[0034]殼體7的上側(cè)固定安裝有進油口 11和出油口 3，進油口 11和出油口 3均與殼體7內(nèi)形成的容置空間相連通，形成殼程流動通道，出油口 3靠近冷凍水進口 I所對應(yīng)的管板偵牝進油口 11則遠離該管板，在殼體7的下側(cè)安裝有至少一個放油口 9。同時，