一種換熱器結構制造技術

本實用新型專利技術涉及到一種換熱器結構，包括封閉的殼體和設置在所述殼體內的多根換熱管，各所述換熱管的兩端分別限位在第一管板和第二管板上，所述第一管板和第二管板平行設置在所述殼體內；其特征在于各所述換熱管構成多層螺旋管，各層螺旋管依次內外間隔套置，每層螺旋管中還同向螺旋盤繞有第一氣管，各所述第一氣管朝向所述殼體底部的管壁上分布有多個第一氣孔，各所述第一氣管的進氣口和出氣口均連通外界氣源。與現有技術相比，本實用新型專利技術在殼體內設置了第一氣管，其能夠從內部對殼程內的流體進行全方位的擾動，即使在流體介質較臟、較粘乃至管間距、層間距都很緊密的情況下，都能夠使流體介質混合不斷趨于均勻，有效避免了流體在殼體內的沉積，提高傳熱效率，改善了換熱效果，并方便設備的清洗、吹掃和維修。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及化工設備領域，具體指一種換熱器結構。
技術介紹
在節能減排和原油劣質化的大背景下，換熱器等冷換設備經受的原料介質一般都較臟、較粘，流經換熱器時較臟較粘的介質除了會沉積到換熱器內壁上外，重要的是會對介質在換熱器內的流動性及流場分布均勻性產生影響；如果換熱器殼程介質為氣、液兩相且氣、液兩相從兩個管口分別進入換熱器殼程，那么大粘度的介質勢必影響兩相介質均勻混合程度。混合不均不但會使流體產生偏流，更會影響換熱器的換熱效率，換熱效果無法滿足工藝要求，從而給設備的長周期平穩運行帶來隱患。同時為提高設備的換熱效率，管束等換熱部件的布置都較為緊密，間距往往都較小，也會導致換熱器殼程流體混合不均，影響換熱效率。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種能穩定運行、周期長且換熱效率好、適用范圍廣的換熱器結構。本技術解決上述技術問題所采用的技術方案為該換熱器結構，包括封閉的殼體和設置在所述殼體內的多根換熱管，各所述換熱管的兩端分別限位在第一管板和第二管板上，所述第一管板和第二管板平行設置在所述殼體內；其特征在于各所述換熱管構成多層螺旋管，各層螺旋管依次內外間隔套置，每層螺旋管中還同向螺旋盤繞有第一氣管，各所述第一氣管朝向所述殼體底部的管壁上分布有多個第一氣孔，各所述第一氣管的進氣口和出氣口均連通外界氣源。作為改進，可以在各層所述螺旋管中同向螺旋盤繞有第二氣管，各所述第二氣管朝向所述殼體頂部的管壁上分布有多個第二氣孔，各所述第二氣管的進氣口和出氣口均連通外界氣源，并且第二氣管與外界氣源之間設有閥門。該結構能夠在系統壓降或熱端溫差有明顯上升時選擇性開啟，達到強化擾動的效果。較好的，所述第二氣管的開孔率為2%_10%，且均勻分布，此時具有較好的擾動效果O為了保證換熱效果，相鄰層的所述螺旋管的螺旋方向相反。上述各方案中，優選的是，所述第一氣孔的開孔率為2%_10%且均勻分布，同理這樣的開孔結構，具有較好的擾動效果。根據換熱需要，每層所述螺旋管中可以包括有多根同向螺旋盤繞的換熱管，當然，每層螺旋管也可以只用一根換熱管螺旋盤繞。還可以包括一芯體，該芯體位于所述第一管板和第二管板之間，且兩端分別支承于所述第一管板和第二管板上，上述各層螺旋管以該芯體為中心螺旋盤繞，使各層螺旋管繞制后更加穩定，并方便安裝。與現有技術相比，本技術在殼體內設置了第一氣管，其能夠從內部對殼程內的流體進行在線擾動，并且第一氣管布置于整個螺旋管束內部，覆蓋面積大，工藝氣從各個氣孔內呈三維立體、網狀形態噴出，對殼程流體進行全方位的擾動，即使在流體介質較臟、較粘乃至管間距、層間距都很緊密的情況下，都能夠使流體介質混合不斷趨于均勻，有效避免了流體在殼體內的沉積，提高傳熱效率，改善了換熱效果；尤其是在殼程內的換熱介質為兩相混合介質時，其對換熱介質能夠起到進一步混勻的作用，避免產生偏流，有效保證了設備的長周期平穩運行。同時，本技術所提供的兩根氣管還可以在設備停工維修時作為吹掃管使用，吹掃效果好，有效降低設備堵塞失效的可能性，配合設備底部的雜質沉降空間及人孔使用可清除以往普通吹掃結構無法清除的雜質，尤其適合用于不可拆卸換熱器設備內的清洗、吹掃和維修。而換熱管采用螺旋內外套置的結構，能確保各種粘度的物料充分、均勻混合，混合效果好，可進一步提聞換熱效率。附圖說明圖1為本技術實施例裝配結構的平面示意圖；圖2為本技術實施例中第一(第二)氣管的平面結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖實施例對本技術作進一步詳細描述。如圖1和圖2所示，本實施例以立式換熱器為例進行說明，本技術的技術同樣適用于臥式換熱器。該換熱器結構包括殼體1，為封閉結構，包括直立的筒體11和設置在筒體兩端的上封頭(圖中未示出)、下封頭12組成，殼體內筒體的兩端還設有相互平行的第一管板(圖中未示出)和第二管板13,殼體上設有管程入口(圖中未不出)、管程出口 14,殼程氣相入口 15、殼程液相入口16、殼程出口(圖中未示出)和排凝口 17，該排凝口 17在停車檢修時可作為檢修人孔；殼體上還設有氣體入口 18和氣體出口(圖中未示出)。第一管板(圖中未示出)和第二管板13上設有供下述換熱管3的兩端穿插通過的多個管孔。芯體2，位于第一管板和第二管板之間，芯體的兩端分別支承于第一管板和第二管板上。換熱管3，有多根，這些換熱管分為多組，每組可以有一根換熱管，也可以有多根換熱管，可以根據實際需要設定。各組換熱管以芯體2為中心螺旋盤繞形成多層內外套設依次間隔設置的螺旋管，本實施例中內外相鄰層螺旋管的螺旋方向相反。這些換熱管的入口端和出口端分別穿過第一管板和第二管板13上對應的管孔后連通管程入口和管程出口14。螺旋管的層數可以根據換熱器的規模以及實際需要設定，例如可以為兩層、五層乃至更多層。第一氣管4，用于向殼程吹掃氣體，在不影響熱端溫差的前提下，設備運行時常開，對殼程流體進行擾動,使流經殼程內的物流形成擾流,從而改善殼程內流體的混合情況并阻止殼程流體在殼體內的沉積。第一氣管4以芯體為中心螺旋盤繞，可以有多根，其數量與螺旋管的層數相等，即每層螺旋管中設有一根第一氣管4，并且第一氣管4與所在層的換熱管的螺旋方向相同。第一氣管朝向殼體底部的管壁上均布有多個第一氣孔41，圖2中只示出了部分第一氣孔，本實施例中每根第一氣管上第一氣孔的開孔率為7%。開孔率可以根據具體情況具體設定，例如根據管程內流體成分、組成、換熱器規模等情況具體設定在2%-10%之間；第一氣管的進氣口穿過第二管板連通殼體上的氣體入口 18，第一氣管的出氣口穿過第一管板連通殼體上的氣體出口 ；而氣體入口 18和氣體出口均連通外界氣源，本實施例與工藝氣相連通。第二氣管5，用于向管程內吹掃氣體，主要是在系統壓降增大或熱端溫差明顯上升時選擇性開啟，與第一氣管內噴出的氣流相配合達到強化擾動的效果。第二氣管5也是以芯體為中心螺旋盤繞，可以有多根，其數量與螺旋管的層數相等，即每層螺旋管中設有一根第二氣管5，并且第二氣管5與所在層的換熱管的螺旋方向相同。第二氣管朝向殼體頂部的管壁上均布有多個第二氣孔51，本實施例中每根第二氣管上第二氣孔的開孔率為7%。開孔率可以根據實際情況，例如殼程內流體組成、換熱器規模等具體情況具體設定在2%-10%之間；第二氣管的進氣口穿過第二管板連通殼體上的氣體入口 18，第二氣管的出氣口穿過第一管板連通殼體上的氣體出口；并且設有控制第二氣管上的氣體通斷的閥門(圖中未示出)，用于選擇性開啟。該換熱器的工作原理如下換熱器正常工作時，第一氣管4常開，工藝氣從各第一氣孔內噴出，對殼程流體進行三維立體全方位擾動，使殼程流體充分混合均勻，同時降低垢物在各換熱管表面以及殼體內壁上沉積的可能性，有效地提高了換熱效率，保證了設備的長周期平穩運行。在系統壓降增大或熱端溫差明顯上升時，打開控制第二氣管的閥門，使工藝氣同時從第一氣孔和第二氣孔內噴出，加強殼程流體的擾動，使系統壓降趨于平穩，熱端溫差均衡。停工狀態下，需要對殼程進行吹掃時，直接將工藝氣或吹掃氣體通過第一氣孔和第二氣孔吹入，對設備進行吹掃。而現有技術中的吹掃管通常是設置在換熱管的底部，靠近底部吹掃管的區域吹掃效果較好，而遠離吹掃管的底部則吹掃效果較差，尤本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種換熱器結構，包括封閉的殼體和設置在所述殼體內的多根換熱管，各所述換熱管的兩端分別限位在第一管板和第二管板上，所述第一管板和第二管板平行設置在所述殼體內；其特征在于各所述換熱管構成多層螺旋管，各層螺旋管依次內外間隔套置，每層螺旋管中還同向螺旋盤繞有第一氣管，各所述第一氣管朝向所述殼體底部的管壁上分布有多個第一氣孔，各所述第一氣管的進氣口和出氣口均連通外界氣源。

【技術特征摘要】
1.一種換熱器結構，包括封閉的殼體和設置在所述殼體內的多根換熱管，各所述換熱管的兩端分別限位在第一管板和第二管板上，所述第一管板和第二管板平行設置在所述殼體內；其特征在于各所述換熱管構成多層螺旋管，各層螺旋管依次內外間隔套置，每層螺旋管中還同向螺旋盤繞有第一氣管，各所述第一氣管朝向所述殼體底部的管壁上分布有多個第一氣孔，各所述第一氣管的進氣口和出氣口均連通外界氣源。2.根據權利要求1所述的換熱器結構，其特征在于各層所述螺旋管中還同向螺旋盤繞有第二氣管，各所述第二氣管朝向所述殼體頂部的管壁上分布有多個第二氣孔，各所述第二氣管的進氣口和出氣口均連通外界氣源，并且第二氣管與外...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張賢安，王健良，胡興苗，劉利江，吳力俊，
申請(專利權)人：鎮海石化建安工程有限公司，
類型：實用新型
國別省市：