一種繞管式高效熱交換器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種繞管式高效熱交換器，包括筒體，筒體的底部設有下封頭，下封頭設有進料口，筒體的頂部設有上封頭，上封頭設有出料口；筒體中固定連接有錐體，錐體的上端固定連接有夾套，錐體的下端固定連接有繞管體，繞管體和夾套設于筒體中；繞管體的上下兩端從繞管體引出管箱，管箱設于筒體上。本實用新型結構緊湊，整臺設備體積小、成本低；較小流速下殼程流體就能到達紊流，使得流體阻力小，并能獲得較大的傳熱系數，使得液化效果好；在變工況操作，特別是在小流量操作下，通過關閉管程部分換熱管使流體流速不發生變化，仍可達到較高效傳熱效果，同時亦可多股流體進行換熱。
【專利說明】
一種繞管式高效熱交換器
技術領域
[0001]本實用新型屬于熱交換器技術領域，尤其涉及一種繞管式高效熱交換器。
【背景技術】
[0002]現有技術一直采用管殼式列管換熱器作為氣體液化換熱設備，由于管殼式列管換熱器結構上的缺點使得殼程中流動的流體和換熱面交錯并叉流，在一定程度上增加了殼程流體阻力，并且還存在嚴重的旁流(換熱管與折流板，殼體與折流板均存在間隙)短路現象，這些因素都會降低換熱效率。而且由于管箱與殼體的壁溫溫差較大，在管、殼程選用的材料的線脹系數相差較大時，殼體和管箱中將產生較大熱應力，從而損壞管頭跟管板的焊接，為此需要增加熱補償元件，列如膨脹節等。同時管殼式列管換熱器在單位空間內結構也不夠緊湊，相同換熱效率的情況下，造成管殼式列管換熱器體積龐大。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型目的在于解決現有技術中存在的上述技術問題，提供一種繞管式高效熱交換器，較小流速下殼程流體就能到達紊流，使得流體阻力小，并能獲得較大的傳熱系數，使得液化效果好，同時具有結構緊湊，多股流體進行熱交換，整臺設備體積小、成本低的特點。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案:
[0005]—種繞管式高效熱交換器，包括筒體，其特征在于:筒體的底部設有下封頭，下封頭設有進料口，筒體的頂部設有上封頭，上封頭設有出料口 ；筒體中固定連接有錐體，錐體的上端固定連接有夾套，錐體的下端固定連接有繞管體，繞管體和夾套設于筒體中；繞管體的上下兩端從繞管體引出管箱，管箱設于筒體上，較小流速下殼程流體就能到達紊流，使得流體阻力小，并能獲得較大的傳熱系數，使得液化效果好，在變工況操作，特別是在小流量操作下，通過關閉部分管箱，其余換熱管使流體流速不發生變化，仍可達到較高效傳熱效果，同時具有結構緊湊，整臺設備體積小、成本低的特點。
[0006]進一步，夾套呈圓柱狀。
[0007]進一步，錐體與筒體的固定方式為焊接固定。
[0008]進一步，錐體與夾套的固定方式為焊接固定。
[0009]進一步，錐體與繞管體的固定方式為焊接固定。
[0010]進一步，筒體中設有中心筒，中心筒設于繞管體之間。
[0011]進一步，繞管體的上端引出有單個管箱，繞管體的下端引出有單個管箱。
[0012]進一步，繞管體的上端引出有至少兩個管箱，繞管體的下端引出有至少兩個管箱，可同時滿足多股流體進行熱交換。
[0013]本實用新型由于采用了上述技術方案，具有以下有益效果:
[0014]1、本實用新型結構緊湊，對管徑8?20mm的傳熱管，每立方米容積的傳熱面積能達至IJlOO?170m2，而管殼式列管換熱器僅達到50?70m2，容易實現大型化，目前做大傳熱面積達到了 25000m2。
[0015]2、本實用新型可使用在變工況的情況下(如小負荷開車)，亦可同時進行多種介質的換熱。
[0016]3、本實用新型熱補償能力強，傳熱管的軸向熱膨脹可自行進行補償。
[0017]4、本實用新型較高的換熱效率，端面溫差小于等于3?5°C，而管殼式列管換熱器僅達到8?12 °C。
[0018]5、本實用新型較小流速下殼程流體就能到達紊流，使得流體阻力小，并能獲得較大的傳熱系數，使得液化效果好，在變工況操作，特別是在小流量操作下，通過關閉管程部分換熱管使流體流速不發生變化，仍可達到較高效傳熱效果，同時具有結構緊湊，整臺設備體積小、成本低的特點。
【附圖說明】
[0019]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0020]圖1為本實用新型一種繞管式高效熱交換器實施例一的結構示意圖；
[0021]圖2為本實用新型一種繞管式高效熱交換器實施例二的結構示意圖。
[0022]圖中:1-進料口； 2-下封頭;3-管箱;4-筒體;5-繞管體;6_錐體;7_夾套;8_上封頭；9-出料口； 10-中心筒。
【具體實施方式】
[0023]如圖1和圖2所示，為本實用新型一種繞管式高效熱交換器，包括筒體4，筒體4的底部設有下封頭2，下封頭2設有進料口 I，筒體4的頂部設有上封頭8，上封頭8設有出料口 9。
[0024]筒體4中固定連接有錐體6，錐體6與筒體4的固定方式為焊接固定，進行密封。錐體6的上端固定連接有夾套7，夾套7設于筒體4中，夾套7呈圓柱狀，錐體6與夾套7的固定方式為焊接固定。錐體6的下端固定連接有繞管體5，繞管體5設于筒體4中，錐體6與繞管體5的固定方式為焊接固定，錐體6與繞管體5之間無間隙。筒體4中設有中心筒10，中心筒10設于繞管體5之間，中心筒10在制作過程中起到輔助作用，其不參與換熱。
[0025]實施例一，如圖1所示，根據介質流體情況，在繞管體5的上端引出單個管箱3，在繞管體5的下端引出單個管箱3。流體A從進料口 I進靠蒸發相變帶走熱量，從出料口9出，流體B從位于繞管體5的上端的管箱3進，通過換熱從位于繞管體5的下端的管箱3出。
[0026]實施例二，如圖2所示，根據介質流體情況，在繞管體5的上端引出兩個管箱3，在繞管體5的下端引出兩個管箱3。流體A從進料口 I進，靠蒸發相變帶走熱量，從出料口9出，流體B分開兩股，一股從位于繞管體5的上端左側的管箱3進，通過換熱從位于繞管體5的下端右側的管箱3出；另一股從位于繞管體5的上端右側的管箱3進，通過換熱從位于繞管體5的下端左側的管箱3出。
[0027]也可以多種介質流體一起換熱:流體A從進料口I進，靠蒸發相變帶走熱量，從出料口9出，流體B從位于繞管體5的上端左側的管箱3進，通過換熱從位于繞管體5的下端右側的管箱3出；流體C從位于繞管體5的上端右側的管箱3進，通過換熱從位于繞管體5的下端左側的管箱3出。
[0028]本實用新型結構緊湊，對管徑8?20mm的傳熱管，每立方米容積的傳熱面積能達到100?170m2，而管殼式列管換熱器僅達到50?70m2，容易實現大型化，目前做大傳熱面積達到了 25000m2。可使用在變工況的情況下(如小負荷開車)，亦可同時進行多種介質的換熱。熱補償能力強，傳熱管的軸向熱膨脹可自行進行補償。較高的換熱效率，端面溫差小于等于3?5°C，而管殼式列管換熱器僅達到8?12°C。經傳熱學熱力計算，本實用新型針對通過二氧化碳液化采用兩種不同換熱器(管殼式列管換熱器和螺旋高效熱交換器)的對比中發現同等傳熱負荷的情況下螺旋高效熱交換器結構緊湊，整臺設備體積小、成本低;較小流速下殼程流體就能到達紊流，使得流體阻力小，并能獲得較大的傳熱系數，使得液化效果好;在變工況操作，特別是在小流量操作下，通過關閉部分管箱，其換熱管流體流速不發生變化，仍可達到較高效傳熱效果。
[0029]以上僅為本實用新型的具體實施例，但本實用新型的技術特征并不局限于此。任何以本實用新型為基礎，為解決基本相同的技術問題，實現基本相同的技術效果，所作出的簡單變化、等同替換或者修飾等，皆涵蓋于本實用新型的保護范圍之中。
【主權項】
1.一種繞管式高效熱交換器，包括筒體，其特征在于:所述筒體的底部設有下封頭，所述下封頭設有進料口，所述筒體的頂部設有上封頭，所述上封頭設有出料口 ；所述筒體中固定連接有錐體，所述錐體的上端固定連接有夾套，所述錐體的下端固定連接有繞管體，所述繞管體和所述夾套設于所述筒體中；所述繞管體的上下兩端從所述繞管體引出管箱，所述管箱設于所述筒體上。2.根據權利要求1所述的一種繞管式高效熱交換器，其特征在于:所述夾套呈圓柱狀。3.根據權利要求1所述的一種繞管式高效熱交換器，其特征在于:所述錐體與所述筒體的固定方式為焊接固定。4.根據權利要求1所述的一種繞管式高效熱交換器，其特征在于:所述錐體與所述夾套的固定方式為焊接固定。5.根據權利要求1所述的一種繞管式高效熱交換器，其特征在于:所述錐體與所述繞管體的固定方式為焊接固定。6.根據權利要求1所述的一種繞管式高效熱交換器，其特征在于:所述筒體中設有中心筒，所述中心筒設于所述繞管體之間。7.根據權利要求1所述的一種繞管高效熱交換器，其特征在于:所述繞管體的上端引出有單個所述管箱，所述繞管體的下端弓I出有單個所述管箱。8.根據權利要求1所述的一種繞管高效熱交換器，其特征在于:所述繞管體的上端引出有至少兩個所述管箱，所述繞管體的下端引出有至少兩個所述管箱。
【文檔編號】F28F9/02GK205561618SQ201620406209
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月5日
【發明人】沈建沖, 鐘長孝, 王煊
【申請人】杭州快凱高效節能新技術有限公司