[发明专利]一种换热器管束的布置方式

说明书

技术领域

本发明属于节能减排领域，涉及一种热量回收装置，具体涉及一种管排式换热器管束的布置方式。

背景技术

能源危机对世界的经济发展和科学研究造成了巨大的冲击，迫使人们尽力减少石油与其他二次能源的消耗。这在客观上极大地促进了强化传热技术的研究，换热器是冷热流体交换热量的主要装置；它己经成为工业传热过程中必不可少的设备，广泛应用于各工业部门。为了提高换热器的传热效果必须对传热阻力较大一侧的流体采用强化传热的技术，翅片管换热器已成为人们广泛采用的强化翅片侧传热性能的高效换热器。当换热管的翅片侧工作环境中含有大量的灰尘、纤维等杂质时，虽然错列管束与顺列管束相比，换热效果要好，但错列管束压力损失相对较大，而且在运行中几乎全部飞灰颗粒等杂质都会与之发生碰撞并造成磨损，使其受磨损程度比顺列管束要严重，因此目前在含灰粒等杂质较多的环境中工作时，翅片管已有向顺列布置形式发展的趋势。但是目前这种顺列(顺排)布置方式依然存在积灰、压力损失大等弊病：沿流动方向流动截面积的剧烈变化导致较显著的压力损失，在每排管子后较大的尾涡区导致积灰程度严重。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种能够减轻磨损，减少积灰，降低压力损失的换热器管束布置方式。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：该换热器管束采用列叉排布置，即相邻两列换热管束纵向相互错位。

所述的相邻两列换热管束在纵向上的间距为S2小于等于D，D为换热管的直径。

所述的换热器管束的横向间距S1大于等于2D，D为换热管的直径。

所述的换热管为圆管或非圆形截面的管子。

本发明将换热管从现有传统的行叉排方式改为列叉排布置，即相邻两列换热管束纵向相互错位，换热器管束采用列叉排排列后，可以适当的缩小横向间距，提高迎风面速度，保证总换热量基本不变，压力损失降低，并有利于降低磨损，减少积灰。

附图说明

图1是传统的行叉排布置。

图2是本发明换热管列叉排布置。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例子对本发明做进一步说明。

参见图2，本发明换热器管束采用列叉排布置，即相邻两列换热管束纵向相互错位，换热管直径D为42mm，横向间距S1为120mm，纵向间距S2为40mm，相邻两列换热管束纵向相互有40mm的错位。这样每根换热管与左右相邻的两根换热管呈“人”字形排列，相邻的两根换热管将流体引流至该换热管的后部，很大程度上减小每根换热管后部的尾涡区，因此，可以很大程度的减少压力损失。由于换热器管束采用列叉排布置，使沿着流动方向的流动面积更加均匀，最小流通面积有所增大，在相同流量的前提下，最大流动速度稍稍降低。当换热器用在含灰尘、纤维等杂质较多的工作环境中时，最大流动速度的降低会减轻换热器的磨损。由于换热管尾涡区的减少，可以减轻管束的积灰问题。

特别值得指出的是本发明的列叉排虽然在形式上似乎与行叉排类似（参见图1），实际上两者存在本质的差别。在横向间距S1及纵向间距S2方面，传统的行叉排与本发明的列叉排有以下区别：

传统行叉排：S2必须大于等于D；本发明列叉排：S2小于等于D；

传统行叉排：S1必须大于等于D；本发明列叉排：S1必须大于等于2D。

数值模拟结果表明，在关键参数（管排数、管间距等）相同的条件下，当入口风速为7m/s时，与传统的顺排排列方式相比，换热量降低11.4%，压降降低34.3%，单位泵功换热量提高34.9%左右。同时换热表面上单位时间、单位面积的积灰量和磨损量都有显著降低。数值模拟所采用的纵横向间距内，换热管的横向间距越小，纵向间距越大，采用列叉排布置与传统的顺排布置相比效果越显著。