[发明专利]一种小型螺旋缠绕弹性管式换热器

说明书

本发明涉及一种小型螺旋缠绕弹性管式换热器，包括封头、外排管、中排管、内排管、筒体、法兰、垫片、管板和连接管；内排管、中排管和外排管分别沿圆周方向均匀地固定连接在管板上；筒体固定连接在前后管板之间；前后封头分别与前后管板固定连接在一起，且管板与封头之间设有垫片；各排管束采用铜管且为螺旋管状结构，相邻两排管束螺旋方向相反，各排管束螺旋圈数由外至内依次增加，这样可以通过壳程流体诱导管束振动来实现强化换热并且降低传热表面积垢和噪声，还能提高使用寿命；通过设置在各出入口上的法兰及其连接管，能实现多个换热器的单列/阵列组合安装，可根据实际情况的需要灵活组装和拆卸。

技术领域

本发明涉及换热器设计技术领域，尤其涉及一种小型螺旋缠绕弹性管式换热器。

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间实现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、核电、制冷等工业领域。

传统管壳式换热器内部换热元件采用多根不锈钢直管，整体结构尺寸较大，组装灵活性低；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。鉴于流体诱导换热器内传热元件的振动会导致疲劳破坏，通过增加刚性管束强度的方法来防止振动、避免破坏的方法并不总是有效的。弹性管束换热器利用弹性传热元件(紫铜管)替代传统的刚性元件(不锈钢管)，充分利用流体诱导弹性传热元件的振动实现强化传热，且在防止管束破坏、降低噪声和自动除垢方面具有明显优势。然而，这种弹性管束换热器由于内部管束排列和整体尺寸方面的限制，其强化传热效果不明显，多换热器组合使用的灵活性低下。基于上述换热器存在的问题，不能满足高效、灵活的需要。

发明内容

本发明为了解决现有管式换热器实际工程应用中存在的问题，提供了一种小型螺旋缠绕弹性管式换热器。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种小型螺旋缠绕弹性管式换热器，包括封头、外排管、中排管、内排管、筒体、法兰、垫片、管板和连接管；外排管、中排管和内排管分别沿圆周方向均匀地固定连接在前后管板上；筒体固定连接在前后管板之间；前后封头分别与前后管板固定连接在一起；管板与封头之间设有垫片；通过设置在各出入口上的法兰和连接管，可实现多个换热器的单列/阵列组合安装。

作为本发明的优选技术方案，所述内排管、中排管和外排管均采用螺旋管状结构。

作为本发明的优选技术方案，所述内排管、中排管和外排管均采用紫铜管。

作为本发明的优选技术方案，所述外排管与中排管螺旋方向相反，中排管与内排管螺旋方向相反，即相邻两排管束的螺旋方向相反。

作为本发明的优选技术方案，所述外排管、中排管和内排管各自螺旋圈数依次增加。

作为本发明的优选技术方案，所述外排管、中排管和内排管周向分布个数依次减少。

作为本发明的优选技术方案，所述小型螺旋缠绕弹性管式换热器在平面内可通过固定连接各出入口上的法兰实现多组换热器单列/阵列组合安装。

现场使用时，安装前小型螺旋缠绕弹性管式换热器要进行压力试验和气密性试验。进行热交换时，冷介质由封头的管口进入，在外排管、中排管和内排管内流动，这条路径称为管程；热介质在外排管、中排管和内排管与筒体之间的空隙内流动，这条路径称为壳程。小型螺旋缠绕弹性管式换热器采用横放的安装方式，并且根据实际换热要求的需要，多个换热器通过固定连接各出入口上的法兰和连接管实现多组换热器单列/阵列组合安装。开启时，先开启管程入口，再开启管程出口，使冷介质充满管程。然后开启壳程出口，再开启壳程入口，热介质在壳程内流动，以此达到换热效果。当热介质降温到一定程度时，关闭壳程入口，关闭壳程出口，关闭管程入口，关闭管程出口。