[实用新型]螺旋绕丝自支撑双面强化管管束换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种换热装置，具体涉及一种管束换热器。

背景技术

     随着常规能源的日益短缺，现代工业生产对能源消耗要求的进一步提高以及工业再生产规模的不断扩大，如何保证在安全、高效生产的前提下实现能源的高效利用，已受到世界各国的广泛关注，与之相关的各种研究也已成为学术界和各工程部门的热点。

换热器是工业生产过程中保证系统正常运行、回收余热和节约能源的关键设备，据统计在现代化学工业中所用换热器的投资大约占设备总投资的30%。因此，提高换热器的传热性能，减少能量传递过程中的损失，对于工业生产中更合理更有效利用能源，实现节能减排，提高生产效益具有十分重要的意义。

管壳式换热器因其结构简单、牢固、操作弹性大、应用材料广等优点，成为目前化工、石油和石化行业中使用的主要类型换热器（约占换热设备总量的55～70%），尤其在高温、高压和大型换热设备中仍占有绝对优势，其中又以壳程采用弓形折流板支撑结构居多。

传统的管壳式换热器采用光滑圆管和单弓型折流板结构，但由于受结构限制，管壳式换热器特别是弓形折流板壳程结构存在着不小的缺陷：

①流动死区大，壳程部分流体不能充分参与传热，使换热器整体传热效率降低；

②壳程进出口压力损失较大，动力设备负荷增加；

③对于含杂质的流体介质，壳程极易形成污垢积累，换热器使用寿命减短；

④壳程流量较大的操作工况下，由于折流板与壳体之间的间隙及管孔间隙的存在，使得旁路流动加大，参与充分传热的流体比率下降，换热器整体效率降低；

⑤由于流体横掠管束的流动及弓形折流板的支撑特点，容易造成管束的诱发振动，达到一定强度时导致换热管与管板的拉脱开裂，换热器失效。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种传热效率高、流体均匀的螺旋绕丝自支撑双面强化管管束换热器。

本实用新型的技术方案是以下述方式实现的：一种螺旋绕丝自支撑双面强化管管束换热器，包括壳体，壳体内设有换热管，换热管外捆扎有支撑圈，各个支撑圈由拉杆连接，每根换热管外都设有螺旋绕丝。

所述换热管内壁上设有凸肋。

所述换热管按正三角形布管。

本实用新型中，螺旋绕丝既有支撑换热管的作用，又有扰流的作用，可有效提高换热器壳程的传热性能，并使壳程流体的流动阻力大大降低，并产生良好的防垢和除垢功能，具有较强的防振和抗振能力。管内的凸肋可起到管内流体的扰流作用，使管程的传热性能也可得到增强。支撑圈的阻挡作用减少了对传热无效的管束和壳体间的泄漏流，有利于提高换热器整体传热性能。该换热器可广泛应用于化工、能源和动力等行业部门，是工业生产中物料加热、降温、余热回收利用和节能降耗的关键设备。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2的单根换热管的结构示意图。

具体实施方式

如附图所示，一种螺旋绕丝自支撑双面强化管管束换热器，包括壳体5，壳体5内设有换热管3，换热管3外捆扎有支撑圈2，各个支撑圈2由拉杆1连接，每根换热管3外都设有螺旋绕丝4。所述螺旋绕丝点焊在换热管3上。所述换热管3的材料为碳钢或者不锈钢或有色金属或合金。

本实用新型中，每根换热管3上均缠绕螺旋绕丝4，单根换热管的结构类似于传统的螺旋翅片管，换热管3外的螺旋绕丝4有三种作用：1.扩展了换热面积；2.诱导壳程流体做螺旋流动；3.支撑管束和保持管间距，取代了弓形折流板，比螺旋折流板的制造难度大大降低。

所述换热管3内壁上设有凸肋6。换热管3内的凸肋6也能促进管内流体在流动过程中产生强烈湍动，并促进边界层的扰动和分离，从而提高管内的对流传热系数。

所述凸肋6的结构参数如下：沿管径向的肋高0.6~1.2mm，沿管周向的肋宽1.5~2.5mm，沿管轴向的肋长0.8~1.2mm； 所述螺旋绕丝的参数如下：螺旋绕丝直径6mm，螺旋角取18.5o。

所述换热管3按正三角形布管，也就是说任意相互接触的三个换热管的中心是正三角形的三个顶点。