[发明专利]一种无支撑交变曲面管干式蒸发器

说明书

技术领域

本发明涉及一种干式蒸发器，特别是一种管束无支撑的交变曲面管干式蒸发器。

背景技术

在大中型的冷水机组中，最主要的换热器形式是壳管式换热器。壳管式换热器主要有干式和满溢式两种。满溢式换热器由于具有较高的换热器性能，越来越受到欢迎，但是其致命的缺点是机组的回油问题，一方面增加了机组的成本，另一方面降低了机组的可靠性。而干式蒸发器较满溢式来说技术则成熟很多。传统的干式蒸发器依然是目前工业上应用较为广泛的换热器，其一个重要特征是壳程设折流挡板，以支撑换热管和强化壳程流体扰动，具有结构简单、易于加工、清洗、能够适应高温高压等特点。但这种管壳式换热器也存在一些不足之处，主要是：第一，换热管采用圆管，在管内流速较低的条件下，边界层热阻较大，传热系数低；而在流速较高的条件下，管内流动阻力较大。第二，传统的单弓形折流板换热器在折流板与壳体结合处存在流动死区，容易造成流体打旋，增加了流动阻力，并且容易引起结垢，降低了换热效率。第三，传统的单弓形折流板与非圆形的强化传热管难以配合，极大地限制了强化传热技术的应用。这些问题严重影响了传统的干式蒸发器的传热效率，为了提高其效率，人们不断对其结构进行改进，但结果尚不理想。

发明内容

本发明的目的在于克服传统的干式蒸发器存在的不足和缺点，采用新型交变曲面换热管，在不改变壳管式蒸发器外形整体结构的前提下，强化管程和壳程流体传热，消除流动死区和诱导振动，提高传热效率，降低成本，节约能源。

本发明的目的可以通过以下技术措施来实现：

本换热器包括有壳体、装在壳体里的管束、固定管板、封头、捆扎钢带、隔板。交变曲面换热管依次接触排列，形成点接触自支撑结构，不需要在管束中设置折流板，沿管束每隔固定距离设置捆扎钢带来固定交变曲面换热管，其间距根据换热管数量和长度来确定，交变曲面换热管两端保持圆管形式，以方便和固定管板焊接固定。管束与壳体紧密接触，无间隙。

工作时，冷媒从管束入口进入管束，在管束内旋转流动，产生复杂的以旋转和周期性的物流分离与混合为主要特点的强扰动，强化了传热，经管束出口流出，冷冻水从壳程入口进入壳体，顺着管束螺旋流道流动，形成旋转纵向扰流，强化了传热。

相对于现有技术，本发明的无支撑交变曲面管干式蒸发器具有如下优点：

(1)采用交变曲面管，具有双面强化传热的特点；

(2)由于在交变曲面管中，流体沿管壁流动方向不断发生改变，因此管内流体传热边界层被破坏，大幅度降低了管内流体的传热阻力；

(3)由于交变曲面管的扭曲面是连续平滑的，相对于其它型式的强化传热管，流动阻力较低；

(4)壳程螺旋流大大增强了壳程的湍流度，强化了壳程传热；

(5)壳程无折流板，实现了纵向流，使得壳程压降大大降低；同时由于分布均匀，没有流动死区，有效传热面积大大增加；

(6)流动分布和流速比较均匀，消除了换热管振动问题；

(7)不易结垢，从而延长了维修周期，降低了维修费用。

附图说明

图1是一种无支撑交变曲面管干式蒸发器的结构图示意图；

图2是图1中交变曲面的换热管多点自支撑结构示意图；其中图a为换热管在椭圆长轴扭转角度0°的支撑点；图b为换热管在椭圆长轴扭转角度60°的支撑点；c为换热管在椭圆长轴扭转角度120°的支撑点；

图3是图1中管束采用本发明的无支撑交变曲面管结构示意图；

图4是图3中无支撑交变曲面管的A-A截面示意图；

图5是图3中无支撑交变曲面管的B-B截面示意图。

具体实施方式

为进一步理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步描述，需要说明的是，具体实施方式并不对本发明要求保护的范围构成限制。