[发明专利]一种空间双涡管弹性管束换热器

说明书

本发明属于传热技术领域，提供了一种空间双涡管弹性管束换热器。该换热器利用振动实现了强化传热，管束采用紫铜材料代替传统不锈钢材料，柔性材料不易发生破坏有利于延长使用的寿命，同时管束震动能够达到自动除水垢的作用。空间双涡管采用多组双弯管，增加了壳程流体的流动路径，使得壳程流体充分吸收热量，从而进一步提高传热效果；采用质量块使流体在较低速度下更易产生振动，实现强化传热；通过脉动流发生装置产生的脉动流冲击质量块，使得涡流管内产生二次流，进一步实现强化传热，还可以实现对于空间双涡管弹性管束的振动激发与控制；通过设置在管程、壳程出入上的法兰，通过连接管能够实现换热器组合安装，强化传热效果。

技术领域

本发明涉及换热技术相关领域，具体的说，是涉及一种基于低流速流体 状态下小型双涡管弹性管束换热器。

背景技术

换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体之间热量传递的节能 设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达 到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的 主要设备之一，广泛应用于石油、化工、电力、制冷等工业领域。

传统套管式换热器内部传热元件采用单根不锈钢直管，结构简单，换 热效率低下。弹性管束换热器的传热原件由传统的钢管替换为铜管，使得传 热管束具有弹性。采用流体诱导振动强化换热技术，即利用换热器壳程内的 流体诱导换热器管束振动，以达到强化换热的目的，无需要额外消耗能源。 流体诱导振动是比较有潜力的强化换热技术，而设计适合壳程流体诱导振动 的弹性管束换热器是其中的关键。然而，弹性管束换热器由于其内部结构的 限制，无法对壳程流体导流使壳程流体充分吸收热量，因此其强化传热效果并不明显，且换热器在实际工作时，很难实现各排管束的均匀振动，易发生 疲劳破坏。由于社会发展的迅速，大量换热器尺寸大，质量大，限制了其 在许多高精尖技术领域的使用。基于上述换热器存在的问题，急需设计一种 换热效率高、振动均匀性好的新型换热器。

发明内容

本发明为克服上述现有技术的不足，提供一种空间双涡管弹性管束换热 器。本发明通过设计全新的结构，利用脉动流发生装置提高管束振动的均匀 性，同时利用脉动流冲击双涡管中间的质量块使得管内产生二次流，充分利 用壳程流体诱导振动强化传热。

本发明的技术方案包括：一种空间双涡管弹性管束换热器，包括左/右封 头、管程出/入口管、脉动流发生器、质量块、双涡管、左/右管板、筒体、法 兰、封头法兰、密封垫片、壳程出/入口管、管束支架、固定支架。双涡管由 螺旋方向相同的两个紫铜管组成，两个旋向相同的紫铜管之间通过质量块连 接成为一个整体。管程入口管、管程出口管分别固定连接在左右封头上； 筒体固定连接在左右管板之间，且筒体和左右管板之间设有垫片；左右封头 分别与左右管板固定连接在一起，且左右管板与封头之间设有垫片。该换热 器可单个使用，也可通过设置在各出入口上的法兰、连接管和固定支架实现 多个换热器的组合安装使用。

本发明的技术方案还包括：所述脉动流发生器左侧贯穿左管板、左封头 于外界，且左侧外接封头法兰；所述扰流体内嵌在脉动流发生器中。

本发明的技术方案还包括：所述双涡管有12组，且等间距地固定连接 在左、右管板之间，双涡管由管束支架支撑，可通过调节管束支架个数， 达到控制振动的目的。

本发明的技术方案还包括：所述换热器主体结构固定在固定支架上，所 述换热器两端接有左右封头，所述封头与连接管相连接，可实现多个换热器 之间的组合安装使用。