涡激螺旋缠绕管式换热器

本技术涉及化工反应传热，尤其是涉及一种涡激螺旋缠绕管式换热器。

背景技术：

1、自从蒸汽时代发展以来，很多国家的工业都在不断的发展和进步，我国虽然还是一个农业国，但是工业实力是不可小觑的，同时由于人口众多，对于各种工业市场份额也比较大，换热器也是如此。据调查数据显示，换热器在我国各行业的投资和应用占总投资的近一半。国内对各类管式换热器的研究主要集中在管式换热器内流体流态的变化和各部件的参数优化上。换热器组件参数的主要研究对象是换热管的排列方式(正三角形、正方形和转角正三角形、转角正方形)、换热管的间距大小和换热的管排数量等等。

2、换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体之间进行换热的节能设备，它是将热量从温度较高的流体传递到温度较低的流体中，使流体温度达到工艺规定的指标，满足工艺条件的需要，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、电力、制冷等工业领域。

3、螺旋缠绕管式换热器是一种高效的换热器，其工作原理是将两种物质通过螺旋缠绕管进行传热。在螺旋缠绕管内，一种物质通过螺旋缠绕管时，同时也将另一种物质从壳程经过换热管，在交替流动的过程中，两种物质会不断地进行热量的传递，从而达到换热的效果。螺旋缠绕管式换热器不仅可以满足生产工艺条件的需要，也是提高能源利用效率的主要装置之一。缠绕管式换热器是一种结构紧凑、换热效率高、使用寿命长、结垢倾向低、节能环保并且内部结构特殊的管壳式换热器。螺旋缠绕管式换热器作为一种新型的高效换热器，非常符合换热设备的发展趋势。

4、现有的螺旋缠绕管式换热器，主要由壳体、芯筒和螺旋缠绕管组成。芯筒和外部壳体组成缠绕管式换热器的壳程流域，一般由换热管、芯筒、垫条以及管卡等组成。换热管紧紧缠绕在芯筒上，还能起到一定的支撑作用，垫条一般在换热管周围铺设，其目的是为了增加管与管之间、层与层之间结构的稳定性。

5、但目前的螺旋缠绕管式换热器的换热效率有待进一步提高。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种涡激螺旋缠绕管式换热器。通过在原有换热器结构的基础上增加新的结构，利用螺旋线结构，实现对换热装置内壳程流体的扰流作用，改善流体的流动状态，使换热流体与换热管接触时间变长，从而提高换热效率，并且螺旋线紧贴缠绕管，增加了换热过程中的换热面积。

2、本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案为：

3、一种涡激螺旋缠绕管式换热器，包括左端盖1、芯筒6、筒体9、右端盖7，筒体9固定连接在左端盖1和右端盖7之间，芯筒6位于筒体内部中心上，芯筒两端也与左端盖1和右端盖7固定连接，在芯筒6的外表面设置缠绕管束；在筒体9的上下两端边缘设置有壳程出口管2和壳程入口管8；所述缠绕管束由多圈缠绕管相互缠绕而成，每圈缠绕管均为一根，缠绕管的两端分别固定连接在左/右端盖上；

4、在每根缠绕管上分别设置有螺旋式缠绕线，所述缠绕线的起始端与缠绕管的起始端对齐。

5、所述缠绕管束由内/外两圈共两根不锈钢管相互螺旋缠绕组成，内外圈不锈钢管的内外径相同。

6、所述缠绕管上固定的缠绕线外径、螺距均一致，交错分布互不干涉；所述缠绕管采用圆管、螺纹管、扭曲管或波节管；所述缠绕线采用圆形截面金属线；多层缠绕管依次缠绕在芯筒上，且每层缠绕管的缠绕方向相反，每层缠绕管均设置自己的管程出口和管程入口。

7、所述缠绕线相邻两圈螺距相同，缠绕线的圈节距的长度在8～40mm；所述缠绕线的直径在1.5～5mm。

8、进一步优选地，所述缠绕管内径为8mm，外径为10mm，缠绕线的直径为4mm，缠绕线的长度能在50圈将缠绕管缠完。

9、与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

10、本实用新型中换热器的缠绕管束由弹性材料制成，管壳内流体介质可引起管束的振动，增强了管壁附近管内/外流体介质的紊流特性，实现了强化传热。管束上通过增加缠绕线，实现了对壳流的扰动作用，改善了流动状态，流体湍流程度增加，使壳流充分吸收热量，从而进一步提高换热效果，换热效率会明显提高。

11、本实用新型中缠绕管束可以由内/外两圈共两根不锈钢管相互螺旋缠绕组成，外径相同，节省了换热器内部空间，提高了空间利用率。

技术特征：

1.一种涡激螺旋缠绕管式换热器，包括左端盖、芯筒、筒体、右端盖，筒体固定连接在左端盖和右端盖之间，芯筒位于筒体内部中心上，芯筒两端也与左端盖和右端盖固定连接，在芯筒的外表面设置缠绕管束；在筒体的上下两端边缘设置有壳程出口管和壳程入口管；其特征在于，

2.根据权利要求1所述的涡激螺旋缠绕管式换热器，其特征在于，所述缠绕管束由内/外两圈共两根不锈钢管相互螺旋缠绕组成，内外圈不锈钢管的内外径相同。

3.根据权利要求1所述的涡激螺旋缠绕管式换热器，其特征在于，所述缠绕管上固定的缠绕线外径、螺距均一致，交错分布互不干涉；所述缠绕管采用圆管、螺纹管、扭曲管或波节管；所述缠绕线采用圆形截面金属线；多层缠绕管依次缠绕在芯筒上，且每层缠绕管的缠绕方向相反，每层缠绕管均设置自己的管程出口和管程入口。

4.根据权利要求1所述的涡激螺旋缠绕管式换热器，其特征在于，所述缠绕线相邻两圈螺距相同，缠绕线的圈节距的长度在8～40mm；所述缠绕线的直径在1.5～5mm。

5.根据权利要求1所述的涡激螺旋缠绕管式换热器，其特征在于，所述缠绕管内径为8mm，外径为10mm，缠绕线的直径为4mm，缠绕线的长度能在50圈将缠绕管缠完。

技术总结本技术为涡激螺旋缠绕管式换热器，包括左端盖、芯筒、筒体、右端盖，筒体固定连接在左端盖和右端盖之间，芯筒位于筒体内部中心上，芯筒两端也与左端盖和右端盖固定连接，在芯筒的外表面设置缠绕管束；在筒体的上下两端边缘设置有壳程出口管和壳程入口管；所述缠绕管束由多圈缠绕管相互缠绕而成，每圈缠绕管均为一根，缠绕管的两端分别固定连接在左/右端盖上；在每根缠绕管上分别设置有螺旋式缠绕线，所述缠绕线的起始端与缠绕管的起始端对齐。利用螺旋线结构，实现对换热装置内壳程流体的扰流作用，改善流体的流动状态，使换热流体与换热管接触时间变长，从而提高换热效率，并且螺旋线紧贴缠绕管，增加了换热过程中的换热面积。技术研发人员：余雏麟,陈照,崔玉琳受保护的技术使用者：河北工业大学技术研发日：20231109技术公布日：2024/7/15