具有不同管徑的多股流換熱器的制造方法
【專利摘要】一種具有不同管徑的多股流換熱器，包括殼體、多根換熱管以及第一管板和第二管板，各換熱管的兩端限位在第一、二管板之間，且位于第一、二管板之間的換熱管沿殼體的軸向螺旋盤(pán)繞形成內(nèi)外間隔套置的多層螺旋管，其特征在于換熱管至少有兩種不同外徑的換熱管，同一層螺旋管由同一種外徑的換熱管繞成，且同一種外徑的換熱管繞成的螺旋管相鄰設(shè)置。使用時(shí)可讓低壓且壓降小的流體在大管徑的換熱管中流動(dòng)，而壓力較高且壓降較大的流體可選在小管徑中換熱，這樣能更好地分配殼程流量以滿足各管程的換熱要求，避免管程換熱管層數(shù)分配不均導(dǎo)致的換熱不充分，使各換熱管中的流體與殼程內(nèi)的流體進(jìn)行充分換熱，以滿足不同介質(zhì)的換熱要求，提高整體的換熱效率。
【專利說(shuō)明】
具有不同管徑的多股流換熱器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種換熱器，具體指一種帶有不同管徑的多股流換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]換熱器是在換熱管和殼體內(nèi)分別通入不同溫度的流體而進(jìn)行熱交換的一種設(shè)備，常見(jiàn)的換熱器通常僅對(duì)兩種流體進(jìn)行換熱。為了能充分利用工業(yè)裝置中多個(gè)設(shè)備產(chǎn)生的廢熱，減小占地面積，人們?cè)O(shè)計(jì)出多股流換熱器，如中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)為201410616277.7的《新型多股流換熱器》，它包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的換熱管以及設(shè)置在殼體內(nèi)兩端的第一管板和第二管板，其中換熱管的兩端限位在上、下管板之間，且位于上、下管板之間的換熱管沿殼體的軸向螺旋盤(pán)繞形成內(nèi)外間隔套置的多層螺旋管，這些換熱管被分成多組，在殼體上設(shè)有多個(gè)管程進(jìn)、出口，以連通對(duì)應(yīng)組的換熱管。采用該多股流換熱器，使得不同裝置產(chǎn)生的廢熱能同時(shí)進(jìn)入同一換熱器中對(duì)同一介質(zhì)進(jìn)行換熱，降低了設(shè)備投資，熱量損失小，節(jié)能減排效果好。
[0003]但目前的多股流換熱器中，各換熱管的規(guī)格相同，相鄰層螺旋管之間的層間距也相同，而由于不同溫度的流體，其操作參數(shù)及物理化學(xué)性質(zhì)的不同，使得在上述結(jié)構(gòu)的換熱器中換熱時(shí)，有些管程過(guò)度換熱，有些管程換熱不足。雖然現(xiàn)有的換熱器中也有帶不同管徑的換熱管，如中國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)為CN104315894A的《一種不同管徑U型管換熱器》中所披露的結(jié)構(gòu)。但它不適合多股流換熱，因此對(duì)現(xiàn)有的多股流換熱器還有待于進(jìn)一步的改進(jìn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種能滿足各管程換熱要求的具有不同管徑的多股流換熱器。
[0005]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:一種具有不同管徑的多股流換熱器，包括有殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的多根換熱管以及設(shè)置在殼體內(nèi)兩端的第一管板和第二管板，其中各換熱管的兩端限位在所述第一、二管板之間，且位于第一、二管板之間的換熱管沿殼體的軸向螺旋盤(pán)繞形成內(nèi)外間隔套置的多層螺旋管，其特征在于:所述的換熱管至少有兩種不同外徑的換熱管，同一層螺旋管由同一種外徑的換熱管繞成，且同一種外徑的換熱管繞成的螺旋管相鄰設(shè)置。
[0006]在上述方案中，各相鄰層螺旋管之間的層間距可以相同；也可以不同，優(yōu)選的是各層間距的取值范圍為Imm?10mm。當(dāng)形成不同層間距時(shí)，不同的層間距之差優(yōu)選控制在0.2?3mm之間。這樣能充分利用殼程壓降，提高殼程流體流速，強(qiáng)化傳熱，增強(qiáng)換熱效率。與普通纏繞管換熱器相比較，其換熱效率能提高5%?10%，相應(yīng)的殼體、換熱管等用材均能減少。
[0007]在上述各方案中，所述換熱管可以有兩種不同外徑的換熱管組成。也可以有三種不同外徑的換熱管組成，此時(shí)，它們分別分布在多層螺旋管中的a區(qū)、b區(qū)和c區(qū)，該三個(gè)區(qū)可以排列組合，即，a區(qū)的螺旋管、b區(qū)的螺旋管和c區(qū)的螺旋管從內(nèi)而外依次按a區(qū)、b區(qū)、c區(qū)分布;或者a區(qū)、c區(qū)、b區(qū)分布;或者按b區(qū)、a區(qū)、c區(qū)分布;或者按b區(qū)、c區(qū)、a區(qū)分布;或者按c區(qū)、a區(qū)、b區(qū)分布;或者按c區(qū)、b區(qū)、a區(qū)分布。采用更多的不同外徑的換熱管，可以滿足更多不同流體的換熱要求，并且可以采用更多不同的層間距。與普通纏繞管換熱器相比較，其換熱效率能提高5%?20%，相應(yīng)的殼體、換熱管等用材將進(jìn)一步減少。
[0008]在上述方案中，所述同一外徑的換熱管所占螺旋管的層數(shù)和層間距的選取滿足下列要求:所述同一外徑的換熱管所在區(qū)域的截面積與整個(gè)殼體截面積的比值等于該同一外徑的換熱管所在管程的熱負(fù)荷與總熱負(fù)荷的比值。可進(jìn)一步確保殼程流體與各個(gè)管程流體進(jìn)行充分換熱，從而可以減小管程因?yàn)閷訑?shù)分配不均而采用較大面積余量來(lái)彌補(bǔ)的問(wèn)題，提高換熱效率，降低制作成本。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本實(shí)用新型將換熱管設(shè)計(jì)成不同外徑的管子，因此在換熱時(shí)，可以讓低壓且壓降小的流體在大管徑的換熱管中流動(dòng)，而壓力較高且壓降較大的流體可選在小管徑中換熱，這樣能更好地分配殼程流量以滿足各管程的換熱要求，避免管程換熱管層數(shù)分配不均導(dǎo)致的換熱不充分，使得各換熱管中的流體與殼程內(nèi)的流體進(jìn)行充分換熱，以滿足不同介質(zhì)的換熱要求，提高整體的換熱效率。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為圖1中的A-A向剖視中僅示出其中一層螺旋管的示意圖；
[0012]圖3為圖1中的B-B向示意圖(圖中的剖面線代表走殼程的流體)；
[0013]圖4為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖(圖中的剖面線代表走殼程的流體)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0015]如圖1至圖3所示，該多股流換熱器包括有殼體1、設(shè)置在殼體內(nèi)的多根換熱管2以及設(shè)置在殼體內(nèi)兩端的第一管板3和第二管板4，其中各換熱管2的兩端限位在第一、二管板之間，且位于第一、二管板之間的換熱管2沿殼體的軸向的中心管5螺旋盤(pán)繞形成內(nèi)外間隔套置的多層螺旋管，本實(shí)施例中，換熱管有兩種不同外徑的換熱管，即采用小管徑換熱管21和大管徑換熱管22，同一層螺旋管由同一種外徑的換熱管繞成，請(qǐng)參見(jiàn)圖2;且同一種外徑的換熱管繞成的螺旋管相鄰設(shè)置，請(qǐng)參見(jiàn)圖3，例如小管徑換熱管21均分布在內(nèi)三層，而大管徑換熱管22分布在外三層。
[0016]根據(jù)不同流體的不同操作條件，相鄰層螺旋管之間的層間距L可以相同，也可以不同，并且根據(jù)壓降的不同，層間距的取值范圍為Imm?10mm。若各相鄰層螺旋管之間的層間距式不相同，則不同的層間距之差優(yōu)選控制在0.2?3mm之間。
[0017]同時(shí)為了更好的分配殼程流體參與各個(gè)管程的流體進(jìn)行換熱，從而可以減小管程因?yàn)閷訑?shù)分配不均而采用較大面積余量來(lái)彌補(bǔ)的問(wèn)題，優(yōu)選的是，同一外徑的換熱管所占螺旋管的層數(shù)和層間距的選取滿足下列要求:同一外徑的換熱管所在區(qū)域的截面積與整個(gè)殼體截面積的比值等于該同一外徑的換熱管所在管程的熱負(fù)荷與總熱負(fù)荷的比值，這樣可以進(jìn)一步提高換熱效率，節(jié)約了用材及成本。
[0018]使用時(shí)，讓低壓且壓降小的流體，如，低溫甲醇洗中尾氣、C02，在大管徑的換熱管中流動(dòng)，而壓力較高且壓降較大的流體，如變換氣、凈化氣等，可選在小管徑中換熱，這樣能使各換熱管中的流體與殼程內(nèi)的流體進(jìn)行充分換熱，以提高換熱效率5 %?15 %。
[0019]實(shí)施例二，如圖4所示，與上述第一實(shí)施例不同之處在于，換熱管采用三種不同外徑的換熱管組成，即采用小管徑換熱管21，、中管徑換熱管22，和大管徑換熱管23，，分別分布在多層螺旋管中的a區(qū)、b區(qū)和c區(qū)，且這三個(gè)區(qū)可以排列組合，S卩a區(qū)的螺旋管、b區(qū)的螺旋管和c區(qū)的螺旋管從內(nèi)而外依次按a區(qū)、b區(qū)、c區(qū)分布;或者a區(qū)、c區(qū)、b區(qū)分布；或者按b區(qū)、a區(qū)、c區(qū)分布;或者按b區(qū)、c區(qū)、a區(qū)分布;或者按c區(qū)、a區(qū)、b區(qū)分布;或者按c區(qū)、b區(qū)、a區(qū)分布。這樣的方案，同樣可以更好的分配殼程流量，以滿足各管程換熱要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有不同管徑的多股流換熱器，包括有殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的多根換熱管以及設(shè)置在殼體內(nèi)兩端的第一管板和第二管板，其中各換熱管的兩端限位在所述第一、二管板之間，且位于第一、二管板之間的換熱管沿殼體的軸向螺旋盤(pán)繞形成內(nèi)外間隔套置的多層螺旋管，其特征在于:所述的換熱管至少有兩種不同外徑的換熱管，同一層螺旋管由同一種外徑的換熱管繞成，且同一種外徑的換熱管繞成的螺旋管相鄰設(shè)置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多股流換熱器，其特征在于:相鄰層螺旋管之間的層間距的取值范圍為Imm?I Omm ο3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多股流換熱器，其特征在于:所述多層螺旋管中形成多個(gè)不同的層間距，不同的層間距之差控制在0.2?3mm之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的多股流換熱器，其特征在于:所述換熱管有三種不同外徑的換熱管組成，分別分布在多層螺旋管中的a區(qū)、b區(qū)和c區(qū)，且a區(qū)的螺旋管、b區(qū)的螺旋管和c區(qū)的螺旋管從內(nèi)而外依次按a區(qū)、b區(qū)、c區(qū)分布;或者a區(qū)、c區(qū)、b區(qū)分布;或者按b區(qū)、a區(qū)、c區(qū)分布;或者按b區(qū)、c區(qū)、a區(qū)分布;或者按c區(qū)、&區(qū)、b區(qū)分布;或者按c區(qū)士區(qū)、&區(qū)分布。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的多股流換熱器，其特征在于所述同一外徑的換熱管所占螺旋管的層數(shù)和層間距的選取滿足下列要求:所述同一外徑的換熱管所在區(qū)域的截面積與整個(gè)殼體截面積的比值等于該同一外徑的換熱管所在管程的熱負(fù)荷與總熱負(fù)荷的比值。
【文檔編號(hào)】F28D1/047GK205679090SQ201620642269
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月23日 公開(kāi)號(hào)201620642269.4, CN 201620642269, CN 205679090 U, CN 205679090U, CN-U-205679090, CN201620642269, CN201620642269.4, CN205679090 U, CN205679090U
【發(fā)明人】王健良, 張賢安, 胡興苗, 陶江, 王宇
【申請(qǐng)人】鎮(zhèn)海石化建安工程有限公司