專利名稱：基管表面帶有凹槽的固定管板換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種換熱器，尤其是一種基管表面帶有凹槽的固定管板換熱器， 具體地說(shuō)是一種內(nèi)表面有燒結(jié)層、外表面徑向和軸向都均勻開槽的換熱管構(gòu)成的基管表面帶有凹槽的固定管板換熱器，用于石油、化工、冶金及熱能工程中所使用的有相變沸騰傳熱的管殼式換熱器，是一種C型固定管板換熱器，屬于換熱器的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
換熱器廣泛應(yīng)用于化工、化肥、煉油、動(dòng)力、建筑、食品等工業(yè)部門，其中管殼式換熱器在諸多種類的換熱器產(chǎn)品中占主導(dǎo)地位。這類換熱器管束通常采用無(wú)強(qiáng)化傳熱效果的光滑管，傳熱效率低，動(dòng)力及材料消耗多。因此研究和開發(fā)新型高效節(jié)能換熱器，將會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種基管表面帶有凹槽的固定管板換熱器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，能提高換熱器的傳熱效率，降低換熱器的運(yùn)行能耗和設(shè)備投資，安全可靠。按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述基管表面帶有凹槽的固定管板換熱器，包括殼體，所述殼體的左端設(shè)有左管箱，殼體的右端設(shè)有右管箱；殼體對(duì)應(yīng)于鄰近左管箱一端的上頂部設(shè)有熱流體入口，殼體對(duì)應(yīng)于鄰近右管箱的下底部設(shè)有熱流體出口 ；左管箱的上頂部設(shè)有冷流體進(jìn)口，右管箱的下底部設(shè)有冷流體出口 ；所述殼體內(nèi)設(shè)有沿殼體軸向長(zhǎng)度分布的換熱管，所述換熱管包括基管，所述基管的內(nèi)周面上設(shè)有多孔層，基管的外周面設(shè)有開槽層，所述開槽層包括若干條沿基管軸向及周向均勻分布的凹槽。所述基管的內(nèi)周面上通過(guò)高溫?zé)Y(jié)或高溫噴涂一層金屬粉末形成多孔層。所述換熱管的外徑為Φ10 Φ57πιπι，多孔層的厚度為0. Γ0. 5mm，多孔層中的孔隙率為30% 60%。所述換熱管的兩端設(shè)有對(duì)稱分布的光滑段。所述光滑段的長(zhǎng)度為L(zhǎng) ( 300mm。所述殼體內(nèi)對(duì)應(yīng)于與左管箱的結(jié)合部設(shè)有用于安裝換熱管的左管板，殼體內(nèi)對(duì)應(yīng)于與右管箱的結(jié)合部設(shè)有用于安裝換熱管的右管板；換熱管的兩端分別通過(guò)左管板及右管板安裝在殼體內(nèi)。所述殼體內(nèi)的上部、下部設(shè)有用于支撐換熱管的折流板，所述折流板在殼體內(nèi)間隔分布，且折流板垂直于換熱管設(shè)置。所述左管箱的下底部設(shè)有排凈口，所述排凈口與左管箱連通、殼體內(nèi)的換熱管及右管箱相連通。所述右管箱的上頂部設(shè)有排氣口，所述排氣口與右管箱連通、殼體(3 )內(nèi)的換熱管及左管箱相通。所述殼體外底部設(shè)有用于支撐殼體的支座。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)1、傳統(tǒng)的管殼式換熱器通常采用無(wú)強(qiáng)化傳熱效果的光滑管束，傳熱效率低。本實(shí)用新型的換熱管外壁設(shè)置了凹槽，內(nèi)壁設(shè)置了多孔層，因此可適用于有相變沸騰傳熱的場(chǎng)合，這種換熱管束與傳統(tǒng)的光滑管束相比，換熱器總傳熱系數(shù)可提高40%以上。2、本實(shí)用新型的換熱管可在普通直管的基礎(chǔ)上加工形成，加工時(shí)，首先采用機(jī)械方法在其外表面加工成槽，再在其內(nèi)表面加工形成多孔層。3、本實(shí)用新型的換熱管制成后， 與同長(zhǎng)度的傳統(tǒng)光管相比，可延長(zhǎng)流體在管內(nèi)的流動(dòng)時(shí)間，同時(shí)增加管外換熱面積，達(dá)到充分換熱的效果。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為換熱管的剖視圖。圖3為換熱管的外觀圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖廣圖3所示本實(shí)用新型左管箱1、左管板2、殼體3、換熱管4、折流板5、右管板6、右管箱7、支座8、冷流體進(jìn)口 9、熱流體入口 10、排氣口 11、冷流體出口 12、熱流體出口 13、排凈口 14、基管15、開槽層16、多孔層17、光滑段18及凹槽19。如圖1所示所述殼體3的左端設(shè)有左管箱1，殼體3的右端設(shè)有右管箱7，所述右管箱7、左管箱1與殼體3間形成換熱腔體。殼體3對(duì)應(yīng)于鄰近左管箱1 一端的上頂部設(shè)有熱流體入口 10，殼體3對(duì)應(yīng)于鄰近右管箱7 —端的下底部設(shè)有熱流體出口 13，所述熱流體出口 13通過(guò)殼體3內(nèi)的腔體與熱流體入口 10相連通。左管箱1的上頂部設(shè)有冷流體進(jìn)口 9，左管箱1的下底部設(shè)有用于檢修的排凈口 14 ；所述排凈口 14、冷流體進(jìn)口 9同時(shí)與左管箱1、殼體3內(nèi)的換熱管及右管箱7相連通。右管箱7的上頂部設(shè)有排氣口 11，右管箱7 的下底部設(shè)有冷流體出口 12，所述冷流體出口 12、排氣口 11同時(shí)與右管箱7、殼體3內(nèi)的換熱管及左管箱1相連通。殼體3外的下底部設(shè)有用于安裝支撐殼體3的支座8，所述支座8 均勻?qū)ΨQ分布于殼體3外的下底部。殼體3內(nèi)設(shè)有若干用于換熱的換熱管4，所述換熱管4 沿殼體3的軸向長(zhǎng)度分布。為了安裝換熱管4，殼體3內(nèi)對(duì)應(yīng)于與左管箱1的結(jié)合部設(shè)有左管板2，殼體3內(nèi)對(duì)應(yīng)于與右管箱7的結(jié)合部設(shè)有右管板6，換熱管4的兩端分別安裝在左管板2及右管板6上，從而換熱管4通過(guò)左管板2及右管板6安裝在殼體3內(nèi)。為了確保換熱管4在殼體3內(nèi)安裝的可靠性，殼體3內(nèi)設(shè)有垂直于換熱管4分布的折流板5，所述折流板5在殼體3內(nèi)上部、下部呈間隔分布設(shè)置，折流板5呈半圓形；換熱管4支撐于折流板5 上，提高換熱管4安裝在殼體3內(nèi)的可靠性。具體實(shí)施時(shí)，一組折流板5位于殼體3內(nèi)的上部，另一組折流板5設(shè)置于殼體3內(nèi)的下部，上部的折流板5與下部的折流板5間隔設(shè)置， 以便于流體通過(guò)，由于折流板5的折流作用，延長(zhǎng)了流體的流動(dòng)距離及熱交換時(shí)間，提高了熱交換效率。如圖2和圖3所示所述換熱管4包括基管15，所述基管15的內(nèi)表面設(shè)有多孔層 17，所述多孔層7沿基管15的內(nèi)表面分布，通過(guò)在基管15的內(nèi)周面上通過(guò)高溫?zé)Y(jié)或高溫噴涂一層金屬粉末形成多孔層17 ；基管15的外周面設(shè)有開槽層16，所述開槽層16包括若干條沿基管15軸向及周向均勻分布的凹槽19，形成C型基管表面帶有凹槽的固定管板換熱器。所述換熱管4的外徑為Φ10 Φ57πιπι，多孔層17的厚度為0. Γθ. 5mm，多孔層17中的孔隙率為30%飛0%。所述換熱管4的兩端設(shè)有對(duì)稱分布的光滑段18，且光滑段18的長(zhǎng)度為
4L ≤ 300mm。沸騰傳熱的效率取決于換熱表面上汽化核心數(shù)目，本實(shí)用新型的換熱管比光滑表面換熱管換熱表面上更容易產(chǎn)生氣泡核心，所以本實(shí)用新型的換熱管可有效強(qiáng)化沸騰傳熱。換熱管4外表面的開槽層16通過(guò)機(jī)床在換熱管基管表面上直接加工形成，換熱管 4內(nèi)表面的多孔層17在換熱管4基管的內(nèi)表面上高溫?zé)Y(jié)或高溫噴涂一層金屬粉末而形成。將所述換熱管4形成的管束組裝在一圓形殼體3內(nèi)，便形成一種新型基管表面帶有凹槽的固定管板換熱器。如圖廣圖3所示使用時(shí)，將左管箱1、右管箱7分別安裝在殼體3相應(yīng)的兩端。 殼體3通過(guò)支座8安裝在所需的位置，冷流體出口 12及熱流體出口 13分別與相應(yīng)的連接管相連。工作時(shí)，冷流體通過(guò)左管箱1上頂部的冷流體進(jìn)口 9進(jìn)入，熱流體通過(guò)殼體3上頂部的熱流體入口 10進(jìn)入殼體3內(nèi)。冷流體與熱流體進(jìn)入殼體3內(nèi)后，通過(guò)換熱管4及折流板5的作用后，能夠在殼體3內(nèi)充分換熱。冷流體與熱流體在殼體3內(nèi)充分換熱后，通過(guò)熱流體出口 13及冷流體出口 12流出，完成換熱過(guò)程。在殼體3內(nèi)換熱中，如果氣壓較大時(shí)， 可以打開右管箱7上的排氣口 11進(jìn)行釋放氣壓，保證殼體3內(nèi)的換熱安全。如果需要對(duì)換熱器進(jìn)行檢修時(shí)，打開左管箱1端部的排凈口 14，將換熱器內(nèi)的液體全部釋放掉，從而能夠方便進(jìn)行檢修。本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)1、該新型基管表面帶有凹槽的固定管板換熱器內(nèi)部采用新型換熱管管束代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光滑換熱管束，新型基管表面帶有凹槽的固定管板換熱器水平放置。2、換熱管4外表面的開槽層可以通過(guò)機(jī)床在換熱管基管外表面上直接加工形成； 內(nèi)表面的多孔層可以在換熱管基管的內(nèi)表面上高溫?zé)Y(jié)或高溫噴涂一層金屬粉末而形成。3、換熱管4的基管材料可以是碳鋼、合金鋼、不銹鋼和銅合金等金屬材料，上述金屬粉末可以是鐵基粉末和銅基粉末。4、與傳統(tǒng)的光滑管束換熱器相比，新型換熱器總傳熱系數(shù)可提高40%以上。
權(quán)利要求1.一種基管表面帶有凹槽的固定管板換熱器，包括殼體(3)，所述殼體(3)的左端設(shè)有左管箱(1)，殼體(3)的右端設(shè)有右管箱(7);殼體(3)對(duì)應(yīng)于鄰近左管箱(1) 一端的上頂部設(shè)有熱流體入口(10)，殼體(3)對(duì)應(yīng)于鄰近右管箱(7)的下底部設(shè)有熱流體出口(13);左管箱(1)的上頂部設(shè)有冷流體進(jìn)口(9)，右管箱(7)的下底部設(shè)有冷流體出口(12);特征是所述殼體(3)內(nèi)設(shè)有沿殼體(3)軸向長(zhǎng)度分布的換熱管(4)，所述換熱管(4)包括基管(15)， 所述基管(15)的內(nèi)周面上設(shè)有多孔層(17)，基管(15)的外周面設(shè)有開槽層(16)，所述開槽層(16)包括若干條沿基管(15)軸向及周向均勻分布的凹槽(19)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基管表面帶有凹槽的固定管板換熱器，其特征是所述基管 (15)的內(nèi)周面上通過(guò)高溫?zé)Y(jié)或高溫噴涂一層金屬粉末形成多孔層(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述基管表面帶有凹槽的固定管板換熱器，其特征是所述換熱管(4)的外徑為Φ 10 Φ 57mm，多孔層(17)的厚度為0. Γθ. 5mm,多孔層(17)中的孔隙率為 30% 60%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基管表面帶有凹槽的固定管板換熱器，其特征是所述換熱管 (4)的兩端設(shè)有對(duì)稱分布的光滑段(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基管表面帶有凹槽的固定管板換熱器，其特征是所述光滑段 (18)的長(zhǎng)度為L(zhǎng) ( 300mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基管表面帶有凹槽的固定管板換熱器，其特征是所述殼體(3) 內(nèi)對(duì)應(yīng)于與左管箱(1)的結(jié)合部設(shè)有用于安裝換熱管(4)的左管板(2)，殼體(3)內(nèi)對(duì)應(yīng)于與右管箱(7)的結(jié)合部設(shè)有用于安裝換熱管(4)的右管板(6);換熱管(4)的兩端分別通過(guò)左管板(2 )及右管板(6 )安裝在殼體(3 )內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述基管表面帶有凹槽的固定管板換熱器，其特征是所述殼體(3) 內(nèi)的上部、下部設(shè)有用于支撐換熱管(4)的折流板(5)，所述折流板(5)在殼體(3)內(nèi)間隔分布，且折流板(5)垂直于換熱管(4)設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基管表面帶有凹槽的固定管板換熱器，其特征是所述左管箱(1)的下底部設(shè)有排凈口(14)，所述排凈口(14)與左管箱(1)、殼體(3)內(nèi)的換熱管及右管箱(7)相連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述基管表面帶有凹槽的固定管板換熱器，其特征是所述右管箱 (7 )的上頂部設(shè)有排氣口( 11)，所述排氣口(11)與右管箱(7 )、殼體(3 )內(nèi)的換熱管及左管箱(1)相連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述基管表面帶有凹槽的固定管板換熱器，其特征是所述殼體 (3 )外底部設(shè)有用于支撐殼體(3 )的支座(8 )。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基管表面帶有凹槽的固定管板換熱器，具體地說(shuō)是一種內(nèi)表面有燒結(jié)層、外表面徑向和軸向都均勻開槽的換熱管構(gòu)成的基管表面帶有凹槽的固定管板換熱器，其包括殼體，所述殼體的左端設(shè)有左管箱，殼體的右端設(shè)有右管箱；殼體對(duì)應(yīng)于鄰近左管箱一端的上頂部設(shè)有熱流體入口，殼體對(duì)應(yīng)于鄰近右管箱的下底部設(shè)有熱流體出口；左管箱的上頂部設(shè)有冷流體進(jìn)口，右管箱的下底部設(shè)有冷流體出口；所述殼體內(nèi)設(shè)有沿殼體軸向長(zhǎng)度分布的換熱管，所述換熱管包括基管，所述基管的內(nèi)周面上設(shè)有多孔層，基管的外周面設(shè)有開槽層，所述開槽層包括若干條沿基管軸向及周向均勻分布的凹槽。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，能提高換熱器的傳熱效率，降低換熱器的運(yùn)行能耗和設(shè)備投資，安全可靠。
文檔編號(hào)F28F1/12GK201945229SQ20112005443
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者劉建書, 惠兵, 曹洪海, 袁云中, 譚德淼 申請(qǐng)人:無(wú)錫化工裝備有限公司(原無(wú)錫化工裝備總廠)