[发明专利]换热管、换热器管芯、换热器及制造方法

说明书

本申请公开一种换热管，包括：第一中空管，包括敞开的第一端和第二端；和第二中空管，包括敞开的端部和封闭的端部，第一中空管内置在第二中空管中，在第一中空管外壁和第二中空管内壁之间形成有间隙，并且第一中空管的第一端伸出在第二中空管的敞开的端部之外，第二端与第二中空管的封闭的端部的内壁间隔开，换热管的第二中空管的敞开的端部和第一中空管的第二端中间的部分绕一中心缠绕为螺旋状。本申请还公开了使用该换热管的换热器管芯及换热器及其制造方法。通过采用螺旋缠绕式、套管式换热管，能够增大换热面积，由此提高换热效率，同时避免换热器管芯及换热器使用中由于换热管热膨胀造成的应力变形、焊缝撕裂，还能够降低露点腐蚀的可能性。

技术领域

本发明涉及炼油、化工等行业余热回收领域，具体地，涉及一种提高换热效率改进的换热管、换热器管芯、换热器及制造方法。

背景技术

逆流螺旋缠绕管换热器的换热效率较高，广泛应用于各个领域。但是，以酸性高温烟气与低温介质换热的实际应用为例，酸性高温烟气走壳程，低温介质走管程，在烟气出口处附近，高温的烟气经换热后温度降低，对应位置的管内为刚流入换热器的低温介质，导致烟气出口处换热管壁温较低。因酸性高温烟气含有酸性腐蚀性气体组分，如二氧化硫，当温度低到其酸露点腐蚀温度以下时，即会对金属换热管造成腐蚀，导致部分换热管腐蚀穿孔而泄漏，影响换热器的换热效果和使用寿命，但是如果将排烟温度提高避开露点腐蚀，又将会造成高温烟气余热浪费。

因此需要能解决上述问题、换热效率高的换热管、换热器管芯及换热器。

发明内容

本发明的目的是提供至少部分解决上述问题的换热管、换热器管芯及换热器。

根据本发明的一个方面，提供一种换热管，包括：第一中空管和第二中空管，第一中空管包括敞开的第一端和第二端，第二中空管包括敞开的端部和封闭的端部，第一中空管内置在第二中空管中，在第一中空管外壁和第二中空管内壁之间形成有间隙，并且第一中空管的第一端伸出在第二中空管的敞开的端部之外，第一中空管的第二端与第二中空管的封闭的端部的内壁间隔开，其中，所述换热管的第二中空管的敞开的端部和第一中空管的第二端中间的部分绕一中心缠绕为螺旋状。

本发明的换热管为螺旋套管式换热管，相较于现有技术的缠绕管式换热器的换热管，换热管内的流体介质的流动行程为第一中空管的长度和第二中空管的长度之和，因此本发明的螺旋套管式换热管增大了换热面积，能够提高换热管的换热效率。而且，本发明的螺旋套管式换热管的管外壁温度相较于现有技术的缠绕管式换热器的换热管的管外壁温度更高，降低了发生露点腐蚀的可能性。

优选地，所述第一中空管和第二中空管的横截面形状均为双轴对称，彼此的双轴重叠设置，第一中空管和第二中空管的横截面的至少沿一个对称轴方向的端部的一部分彼此重叠。

第一中空管和第二中空管通过形状配合彼此浮动地保持抵接，既允许彼此之间形成稳定的间隙，又能使彼此相对轴向移动，在实际使用过程中，受热膨胀伸长时，不会彼此约束而产生应力变形。

优选地，第一中空管的横截面尺寸小于第二中空管的横截面尺寸。

优选地，第一中空管包括支撑件，支撑件从第一中空管的外壁伸出，伸出端浮动地抵接第二中空管的内壁，用于保持第一中空管和第二中空管之间的间隙。

根据本发明的换热管在第一中空管的横截面尺寸小于第二中空管的横截面尺寸的情况下，即第一中空管被包含在第二中空管中，横截面彼此不相抵触的情况下，则可以使用支撑件来保持第一中空管和第二中空管之间的稳定间隙。实际使用中，由于第一中空管和第二中空管都会单独固定，因此理论上不需要支撑件也可以保持第一中空管和第二中空管之间的稳定间隙。

优选地，支撑件为螺栓螺母组件，所述螺栓穿过第一中空管从第一中空管伸出，通过螺母保持在第一中空管上，或者支撑件为固定在第一中空管外壁表面并且从其伸出的鳍片或筋板。