[实用新型]卧式斜锥纹冷凝管热交换器

说明书

本实用新型涉及一种卧式斜锥纹冷凝管热交换器，属于换热器技术领域。包括冷凝管，冷凝管包括顺次连通的入口光管段、中间管体和出口光管段；中间管体外表面分布有倾斜的外锥纹，中间管体内表面分布有倾斜的内锥纹。本实用新型采用了一种带倾斜的内锥纹和外锥纹的冷凝管，不仅可以增大传热面积，而且有利于冷凝液的导流和滴落；冷凝管内表面的锥纹凸起使管内流体形成涡流或湍流，进一步提高了冷凝管的换热效率。

技术领域

本实用新型涉及一种卧式斜锥纹冷凝管热交换器，属于换热器技术领域。

背景技术

管壳式冷凝器是管壳式热交换器中的一种重要类型，在石油和化工生产中用以实现气态介质的全部或部分冷凝，应用广泛。因此，提高冷凝器的冷凝效果对提高装置的运行质量，降低单位产品的成本具有十分积极的作用。目前工业领域的卧式管壳式冷凝器使用的换热管大部分为光管，其外表面为平滑的整体表面，壳程气相冷凝后的液体在换热管外表面堆积，容易形成液膜，同时管内靠近壁面处的层流底层的流体流速很低，也会形成热阻，隔离气相与换热管外表面的接触，阻碍气相与换热管之间的热量传递，降低传热效率，影响冷凝效果。

近年来，为增强传热效果各工程机构及制造厂以光管为基础，研究出多种多样的强化传热元件，如轧槽管、翅片管、螺纹管、横纹管等等。理论上讲任何粗糙表面或强化技术都能达到加强换热的目的，但由于毛细作用及表面张力的影响，流动介质会不同程度地滞留在管壁的几何凹槽处，从而影响传热效率，有时甚至不如光管的冷凝效果好。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种卧式斜锥纹冷凝管热交换器，采用了一种带倾斜的内锥纹和外锥纹的冷凝管，不仅可以增大传热面积，而且有利于冷凝液的导流和滴落；冷凝管内表面的锥纹凸起使管内流体形成涡流或湍流，进一步提高了冷凝管的换热效率。

本实用新型所述的卧式斜锥纹冷凝管热交换器，包括冷凝管，冷凝管包括顺次连通的入口光管段、中间管体和出口光管段；中间管体外表面分布有倾斜的外锥纹，中间管体内表面分布有倾斜的内锥纹。

工作过程或工作原理：

该卧式斜锥纹冷凝管热交换器，所述的冷凝管，中间管体外表面分布有一定倾斜角度的外锥纹，当管外介质，通常是汽体馏出物、水蒸气、冷冻剂蒸汽等气相介质，与锥纹凸起表面接触时发生冷凝，并在锥纹表面润湿后逐渐形成一层连续的液膜。在重力作用下，液体趋向于沿锥纹倾斜表面向锥纹顶端集聚，锥纹尖端面积几乎可忽略不计，故液滴流至此处时会迅速滴落，液体滴落时将进一步拉动斜锥面上的液体向顶端集聚。锥纹沿管壁外表面呈环形分布，且相邻锥纹以圆弧衔接，管体上部冷凝的液滴可沿圆弧槽流下。管外壁的斜锥纹增大了气相介质与管壁的传热接触面积，提高了冷凝效率。

管体内表面的内锥纹，介质沿内锥纹流动时，形成涡流，传热效果更好。

当管内流体，通常是循环水、冷冻水等液相介质，沿特定方向，即中间管体内壁内锥纹倾斜的方向，流过时，靠近管壁处的流体流速较慢，形成的层流底层沿内锥纹斜面进入圆弧槽内，进而改变流向与随后的流体发生交叉混合碰撞，滞流的边界层不断遭到破坏，使介质在较低流速下也可达到湍流状态，从而提高管内传热效果。

所述的中间管体外表面分布的外锥纹和中间管体内表面分布的内锥纹倾斜角度相同。

所述的中间管体外表面分布的外锥纹的倾斜角度为5～30°；中间管体内表面分布的内锥纹的倾斜角度为5～30°。

所述的中间管体外表面分布的外锥纹和中间管体内表面分布的内锥纹倾斜方向相同，且倾斜表面相互平行。所述的冷凝管的中间管体外表面分布的外锥纹与中间管体内表面分布的内锥纹的倾斜角度和倾斜方向相同，使中间管体任意横截面处的壁厚均不小于最小设计厚度，满足强度计算的要求。

所述的中间管体外表面分布的外锥纹呈环形分布，中间管体内表面分布的内锥纹呈环形分布。