[发明专利]一种用于超临界水螺纹翅片套管换热器

说明书

本发明公开了一种用于超临界水螺纹翅片套管换热器，包括外套管和内套管；所述外套管内套接有内套管；所述外套管的两端连通固接有第一流体进口和第一流体出口；所述内套管的两端开设有第二流体出口和第二流体入口；利用了翅片强化流动扰动，加强流体与管壁之间的对流换热，将热量从一种流体传给另一种流体；实现了结构简单体积小的功能，解决了传统的换热器结构复杂成本高和体积大的问题，降低了换热器的成本和体积；实现了高效换热的功能，解决了传统的换热器的换热效率低的问题，提高了换热器的换热效率；该换热器具有结构简单，换热效率高等优点，可以广泛应用于核能、石化、制冷、化工和新能源能行业。

技术领域

本发明涉及机械设备及核电领域，具体是一种用于超临界水螺纹翅片套管换热器。

背景技术

为了强化套管换热器的换热性能和减小换热器的尺寸，许多研究者采用强化传热技术强化换热器的性能，其中包括主动强化传热技术和被动强化传热技术，MojtabaBezaatpour 采用磁场强化套管换热器的换热性能，季家东等人提出采用振动的方式，强化流体换热，另外一种方法是采用被动技术，它可以引起流体涡旋或者二次流强化传热，例如，穿孔圆环、不连续螺旋扰流器、涡流发生器等，目前这些结构已经在套管换热器中得到了广泛的应用，但是这些换热器只用于常规流体的换热，在超临界流体中，尤其是在超临界水中的应用还没有发现；对于套管换热器，可以采用被动的强化换热方法，提高流动换热，减小换热器的尺寸，这种用于超临界套管换热器具有结构紧凑，换热效率高，可以在核电和火电中高热流密度的换热器设置中应用，具有广阔的应用前景。

目前，换热器在工业和工程中得到了广泛的应用，例如，化工，食品，制冷等行业；套管换热器因其结构简单，成本低，已经引起了大量的关注；但是普通套管换热器的换热效率不高，体积较大，这些都制约了套管换热器的进一步发展；因此，针对上述问题提出一种用于超临界水螺纹翅片套管换热器。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，普通套管换热器的换热效率不高，体积较大，这些都制约了套管换热器的进一步发展的问题，本发明提出的一种用于超临界水螺纹翅片套管换热器。

一种用于超临界水螺纹翅片套管换热器，包括外套管和内套管；所述外套管内套接有内套管；所述外套管的两端连通固接有第一流体进口和第一流体出口；所述内套管的两端开设有第二流体入口和第二流体出口；工作时：通过在内套管中流通冷液体或热液体，在外套管内流通待换热的液体，使得热液体和冷液体隔着内套管进行换热，并在冷液体及时的流动作用下及时的带走，从而实现高效的换热功能。

优选的，所述内套管的外表面固接有第一螺纹翅片；所述外套管的内表面固接有第二螺纹翅片；所述内套管的内表面固接有第三螺纹翅片；所述第一螺纹翅片的高度为1-10毫米；所述第一螺纹翅片的螺距为10-30毫米；所述第二螺纹翅片的螺纹高度为1-5毫米；所述第二螺纹翅片的螺距为20-40毫米；所述第三螺纹翅片的高度为3-8毫米；所述第三螺纹翅片的螺距为10-30毫米；所述第一螺纹翅片、第二螺纹翅片和第三螺纹翅片使用碳钢、铸铁、钛、铜、铝或复合金属制成；工作时：可以根据实际需求进行调整第一螺纹翅片、第二螺纹翅片和第三螺纹翅片的各项参数和材质，在保证压降满足条件时，最大幅度的提高换热系数，同时在第一螺纹翅片和第二螺纹翅片的螺纹方向相反设计下，使得换热的液体可以实现更大更快的扰流，从而使得换热效果更好，并在第三螺纹翅片的扰流作用下使得参与换热的流体温度更加的均匀。

优选的，所述内套管内流动有管侧流体；所述外套管内流动有壳侧流体；所述管侧流体和壳侧流体的流动方形为相向或者同向；所述管侧流体和壳侧流体为超临界流体；所述管侧流体和壳侧流体均可以为热流体；工作时：通过管侧流体和壳侧流体为超临界流水，但是不仅仅局限于超临界水，也可以用于其它流体和其它超临界流体，例如水，超临界二氧化碳，从而使得热交换的效率增大。