[实用新型]复合套管双螺旋换热器

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种化工单元操作设备，更具体地说，是具有外中内三层复合套管及逆向对流双螺旋结构的新式管壳式换热器。

背景技术：

目前，广泛应用的管式换热器，其两相流体分别于管内外流动，通过管壁传热。管内流体，近管壁处滞流层较厚，流速低，温度梯度较大，传热系数小，管外流体，在换热器内部流速极低，致使改善其循环状态的装置，都难以发挥较好的作用，使壳程换热系数一直小于管程换热系数，并致使总换热系数始终处于远小于板式换热器系数的一个较低的水平。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种具有外中内三层复合套管及逆向对流双螺旋结构的新式换热管束的管壳式换热器，即用中管与空心内管组成内套管，其套管之间形成环形的薄层的内流通道，并在内流通道上设有内螺旋叶片，同时，用外管与中管组成外套管，其套管之间形成环形的薄层的外流通道，并在外流通道上设有与内螺旋叶片旋向相反的外螺旋叶片，使管外流体的在壳程的大横截面积的低速流动，变为外套管内外流空间的环状薄层、螺旋冲刷向前的流动，使滞流层减薄，传热特性改善的新式管壳式换热器。

上述的目的可以通过以下技术方案实现：

复合套管双螺旋换热器，其组成包括：具有甲流体入口、出口及膨胀节的筒体，所述的筒体近左端处固定有左内管板，所述的筒体左端固定有左外管板，所述的筒体近右端处固定有右内管板，所述的筒体右端固定有右外管板，所述的筒体中部固定有中间支撑管板，所述的筒体中部固定有支座，所述的左外管板上固定有换热管束的各外管的左端，所述的右外管板上固定有换热管束的各外管的右端，所述的外管左端面上固定有外管左端堵板，所述的外管右端面上固定有外管右端堵板，所述的外管近左端处及近右端处开有通液窗口，所述的外管左端堵板及所述的外管右端堵板上分别固定有换热管束的各中管的左端及右端，所述的中管的外面固定有外螺旋叶片，所述的左外管板上与短固定板条相连接，所述的短固定板条通过螺栓与长固定板条相连接，所述的长固定板条通过螺栓与短固定杆相连接，所述的右外管板上与短固定板条相连接，所述的短固定板条通过螺栓与长固定板条相连接，所述的长固定板条通过螺栓与短固定杆相连接，所述的短固定杆与换热管束的各空心内管的左、右端堵板相固定，所述的空心内管的左端堵板、右端堵板固定在空心内管的左端与右端，所述的空心内管的外面固定有内螺旋叶片，所述的左外管板通过密封垫及拉紧螺栓与左管箱法兰相连接，所述的左管箱法兰上固定有左管箱，所述的左管箱上固定有左封头，所述的左管箱上固定有乙流体进口，所述的右外管板通过密封垫及拉紧螺栓与右管箱法兰相连接，所述的右管箱法兰上固定有右管箱，所述的右管箱上固定有右封头，所述的右管箱上固定有乙流体出口。

上述的复合套管双螺旋换热器，所述的复合套管双螺旋换热管束可以采用固定管板式复合套管双螺旋换热器结构形式(图1)，也可以采用浮头式复合套管双螺旋换热器结构形式(图2)、U形管式复合套管双螺旋换热器结构形式(图3)，以及其它以复合套管双螺旋换热管束为主体结构或技术核心的换热器结构形式。

上述的复合套管双螺旋换热器，所述的内、外双螺旋其螺旋叶片可以由弧形薄板条制作(图4)，也可以直径与环形流道间隙宽度相接近的圆钢或圆钢筋按螺旋方式缠绕固定于套管壁上制成(图5)。

上述的复合套管双螺旋换热器，所述的各外管两端与左右外管板的连接或固定方式，即可以采用焊接或胀接，也可以采用密封联接，密封联接既可以采用其它常用密封联接方式，也可以采用空心螺栓密封联接方式(图6、图7)，所述的各空心内管两端可以采用螺栓连接，也可采用其它与中管焊接点固等固定方式。

上述的复合套管双螺旋换热器，所述的各外管即可以采用两端与左右外管板相连接或固定的方式，也可以采用两端与左右内管板相连接或固定的方式，所述的各外管与左右内管板相固定的时，所述的右内管板即可以采用边缘带弧段的管板方式(图8)，也可以采用普通平管板的方式(图9)。

这个方案有以下有益效果：

1本实用新型采用复合套管双螺旋换热管束式换热管，使管程及壳程流体由传统的柱状流动变为薄层流动、环状向前、螺旋冲刷，使传热特性改善，传热系数和速率提高，传热效果改善，能够较大地节约能源。

2本实用新型采用复合套管双螺旋换热管束式换热管，使管程及壳程流体均变为薄层流动、环状向前、螺旋冲刷的快速流动状态，并使内外流体螺旋流道旋转分别为顺时针、逆时针方向相反，使传热特性极大改善，传热效率极大提高，总传热系数和速率提高，传热效果改善，能够较大地节约能源。