[实用新型]换热管内外翅片复合强化传热换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种换热器，尤其是涉及一种换热管内外翅片复合强化传热换热器。

背景技术

换热器是炼油、化工、环保、能源、电力等工业中的一种重要单元设备，通常在化工厂的建设中，换热器约占总投资的10-20％，目前，国内外常用的换热器大体上可以分为管式和板式两大类。对于有气体换热的情况，一般采用增加翅片的方式来强化气侧换热。通常而言，板翅式换热器广泛应用于气-气换热，管翅式换热器较多的应用于气-液换热。

对于板翅式换热器，因其在钎接过程中局部没有钎牢而形成薄弱环节，从而决定了板翅式换热器不能承受较高的绝对压力或者故障状态下较高的相对压力，因此在极限工况下很可能会发生胀裂，以致带来较大的经济损失和安全隐患，因而限制了板翅式换热器的使用场合。

对于管翅式换热器，一般仅在换热管外侧增加翅片，管侧方面的圆管能够承受较高的绝对压力，适用于具有高压流体运作的场合，且操作压力的应用范围较宽，如冷凝器、蒸发器和空冷器等，但其单位体积内的换热面积相对于板翅式换热器较低，换热能力低于板翅式换热器的换热能力。而对于管内加内翅片并以此来增加换热管传热面积的相关课题也有许多研究，但相关内翅片管的结构布置在起到强化传热作用的同时，也显著地增加了管内流动阻力，从而使得传热强化与流动阻力增加这对矛盾没有很好解决。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种换热管内外翅片复合强化传热换热器，在增加换热管内外换热面积、强化管内外对流换热及管内传热的同时，也有效降低了换热管内的流动阻力。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种换热管内外翅片复合强化传热换热器，包括壳体、设置在壳体上下两端的管程进口和管程出口、分别位于壳体内部两端的两个管板、平行固定于两个管板之间的多个换热管、设置在壳体内部的起固定换热管和导流作用的多个挡板以及分别位于壳体侧壁上的壳程进口和壳程出口，所述换热管与管程进口和管程出口连通组成管内流通通道，所述多个挡板与壳程进口和壳程出口连通组成一个纵向螺旋式的壳侧流通通道，所述换热管外设置有多个外翅片，所述换热管包括同心穿套的外管和芯管以及在二者间绕管芯环绕嵌设的内翅片，其特征在于：所述内翅片由波纹内翅片板弯曲而成且在外管和芯管之间形成一个圆柱状的纵向螺旋式内翅片管，所述纵向螺旋式内翅片管上分布有多个纵向螺旋式流通通道。

所述挡板的数量为奇数，所述壳程进口和壳程出口位于壳体侧壁的同侧。

所述波纹内翅片板波纹的纹路与水平方向间的夹角为α，其中15°≤α≤85°；所述波纹内翅片板波纹的形状为连续周期函数，其纵向幅高与外管和芯管之间的间距相等；

所述内翅片中所流通的介质黏性越大，所述波纹内翅片板的波纹越稀疏，所述波纹的波长λ越大，所述纵向螺旋式流通通道的数量越少，α越大。

所述波纹内翅片板的波纹为锯齿形、矩形或正弦波形。

所述波纹内翅片板上连续开有多个孔或多条缝。

所述外翅片为平板式连续板翅或波纹式连续板翅。

所述平板式连续板翅或波纹式连续板翅上开有多个孔或缝。

所述平板式连续板翅或波纹式连续板翅上安装有纵向涡发生器或百叶窗。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点，1、结构合理、使用操作方便；2、换热管采用纵向螺旋式内翅片管，不仅增加了管侧的换热面积及流动扰动，同时能够有效降低流动阻力，从而综合优化了管内的流动与传热过程；3、在换热管外侧增加不同形式的外翅片，使换热管外侧的换热能力也同时得到了强化，这样使所得到换热器单位体积内的换热面积远远大于一般的管翅式换热器，与板翅式换热器单位体积内的换热面积相当，因而，本实用新型增加了换热管内外两侧的换热面积，从而强化了换热管内外两侧的对流换热，使所得到换热器的换热密度远大于一般的管翅式换热器；4、能够承受较高的绝对压力或者故障状态下较高的相对压力，能有效防止换热器发生胀裂。综上，本实用新型在增加换热管内外换热面积、强化管内外对流换热及管内传热的同时，也有效降低了换热管内的流动阻力，特别对于管内流动与传热过程，在显著强化管内传热的同时，也能够有效降低管内流动阻力，总之，其换热能力可以达到板翅式换热器的同等水平，但在承受高压方面与板翅式相比具有明显优势。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的装配结构示意图。

图2为本实用新型的内部结构示意图。

图3为本实用新型所采用波纹内翅片板的整体结构示意图。