[实用新型]一种不等间距的缠绕管式换热器

说明书

一种不等间距的缠绕管式换热器，包括有壳体、设置在壳体内的多根换热管以及第一、第二管板，各换热管的两端分别限位在第一、二管板上，且位于第一、二管板之间的换热管沿壳体的轴向螺旋盘绕在中心筒外而形成内外间隔套置的多层螺旋管，相邻层螺旋管之间设置有定位该层换热管的垫条，壳体内沿轴向依次形成有对应壳程流体的气相区域、气液相区域和液相区域，其特征在于：位于气相区域的垫条的厚度要小于位于液相区域的垫条的厚度，且位于气液相区域的垫条的厚度设计成从气相区域向液相区域逐渐增厚的结构。采用上述结构后，可以使流体在同一层的不同区域具有不同的流动状态，可进一步优化缠绕管式换热器的热力性能，满足不同装置对换热器的使用要求。

技术领域

本实用新型涉及一种换热器，具体指一种缠绕管式换热器。

背景技术

缠绕管式换热器因其高效、节能而被广泛应用于化肥装置、炼油厂精制装置等大中型、中高压等换热设备中，该缠绕管式换热器包括有壳体、中心筒、多根换热管和位于中心筒两端的第一、第二管板，各换热管的两端限位在所述第一、二管板上，且位于第一、二管板之间的换热管按一定缠绕角度层层缠绕在中心筒之外而形成内外间隔套置的多层螺旋管，相邻层螺旋管之间设置有轴向铺设的垫条，即相应层的换热管通过垫条上的凹槽进行定位，然后在所需部位处再用管箍进行卡牢，最后将管箍的两侧端部焊接固定在垫条上。

使用时，上述缠绕式换热管和壳体内分别通入不同温度的流体，两者在相对流动过程中进行热传递来实现相互换热的目的。如重整装置中，冷流为原料油和循环氢的混合物，与热流反应产物换热后，冷流将最初的液相石脑油转变成全部气相；而热流反应产物经换热后，由最初的气相变成气液相，再经过冷却器冷却并使其中油品冷凝后进入产品分离罐。分离罐顶出来的含氢气体，一部分作为循环氢，用压缩机压缩后再一次与原料混合，构成一个临氢的循环系统。由此可看到，低压、高温是有利于整个重整反应进程，因此现在的许多装置中(如上述连续重整装置)一般要求换热器具要有较高的传热效率及较低的压力损失。

根据努塞尔理论，在两相传热段，流速对其传热系数影响较小，但对压降影响却较大；在单相传热段，流速对压降及传热系数均会有较大影响，因此流体在不同区域(气相区域、气液相区域和液相区域)具有不同的传热及力学性能。针对壳程发生冷凝或者蒸发的换热器，为了提高换热器的传热效率，本申请人曾设计出具有不同管径的多股流换热器，如中国专利授权公告号为CN205679090U的专利文献，根据不同流体的不同操作条件，换热管可以采用不同的管径，并且相邻层螺旋管之间的层间距可以不同。即，各层间距是可以变化的，但对于同一层层间距在轴向上均是相同的。因此对于同一层的壳程流体而言，如何改变流速来有效地提高缠绕管式换热器传热效率和降低压力损失，一直是人们想解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能进一步提高换热效率、降低压力损失的不等间距的缠绕管式换热器。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种不等间距的缠绕管式换热器，包括有壳体、设置在壳体内的多根换热管以及第一管板和第二管板，各所述换热管的两端分别限位在第一、二管板上，且位于所述第一、二管板之间的换热管沿壳体的轴向螺旋盘绕在中心筒外而形成内外间隔套置的多层螺旋管，相邻层螺旋管之间设置有定位该层换热管的垫条，所述壳体内沿轴向依次形成有对应壳程流体的气相区域、气液相区域和液相区域，其特征在于：位于气相区域的所述垫条的厚度要小于位于液相区域的垫条的厚度，且位于气液相区域的所述垫条的厚度设计成从气相区域向液相区域逐渐增厚的结构。

在上述方案中，由于流体的性质与温度有关，即与位置有关，而轴向相同位置上的流体的温度是基本相同的，因此优选的是，位于气相区域的所述垫条的厚度相同，位于液相区域的所述垫条的厚度也相同，以使轴向相同位置上的各层间距相同。