[实用新型]一种传热管内外螺旋翅片式叉流换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于气-气换热的热交换设备，尤其是涉及一种传热管内外螺旋翅片式叉流换热器。

背景技术

叉流式换热器是间壁式换热器中的一种主要形式，根据换热表面结构的不同可分为管束式、管翅式、管带式及板翅式等类型。目前，国内外常用的换热器大体上可以分为管式和板式两大类。对于有气体换热的情况，一般采用增加翅片的方式来强化气侧换热。通常而言，板翅式换热器广泛应用于气-气换热，管翅式换热器较多的应用于气-液换热。对于板翅式换热器，因其在钎接过程中局部没有钎牢而形成薄弱环节，而且隔板厚度相当小，决定了板翅式换热器不能承受较高的绝对压力或者故障状态下较高的相对压力，在极限工况下会发生胀裂，带来较大的经济损失和安全隐患，这就限制了板翅式换热器的使用场合。而对于管翅式换热器，一般仅在传热管外侧增加翅片，管侧方面的圆管能够承受较高的绝对压力，适用于具有高压流体运作的场合，且操作压力的应用范围较宽，如冷凝器、蒸发器和空冷器等，但其单位体积内的换热面积相对于板翅式换热器较低，换热能力低于板翅式换热器的换热能力。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种传热管内外螺旋翅片式叉流换热器，其结构设计合理且使用操作方便，在满足强化传热要求的前提之下，能有效降低管内流动阻力增加，并能满足承受较高绝对压力或者故障状态下较高相对压力的要求。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种传热管内外螺旋翅片式叉流换热器，包括壳体、设置在壳体上下两端的管程进口和管程出口、分别位于壳体内部两端的两个管板、平行固定于两个管板之间的多个传热管组成的传热管束和分别位于壳体侧壁左右两侧中部的壳程进口和壳程出口，所述传热管与管程进口和管程出口连通组成管内流通通道；所述传热管包括同心穿套的外管和堵塞的芯管以及在二者间绕管芯环绕嵌设的内翅片，其特征在于：所述传热管外设置有纵向螺旋外翅片，所述纵向螺旋外翅片与壳程进口和壳程出口连通组成螺旋式壳侧流通通道，所述管内流通通道和螺旋式壳侧流通通道的流动方向相垂直。

所述多个传热管外所设置的纵向螺旋外翅片为交错排列。

所述内翅片由波纹内翅片板弯曲而成且其在外管和芯管之间形成一个圆柱状的纵向螺旋式内翅片管，所述纵向螺旋式内翅片管上分布有多个纵向螺旋式流通通道。

所述纵向螺旋外翅片的横截面形状为矩形、三角形或梯形。

所述波纹内翅片板波纹的纹路与水平方向间的夹角为α，其中15°≤α≤85°；所述波纹的波纹形状为连续周期函数，其纵向幅高与外管和芯管之间的间距相等；

所述内翅片中所流通的介质黏性越大，所述波纹内翅片板的波纹越稀疏，所述波纹的波长λ越大，所述纵向螺旋式流通通道的数量越少，α越大。

所述波纹内翅片板的波纹为锯齿形、矩形或正弦波形。

所述波纹内翅片板为打孔翅片板。

所述纵向螺旋外翅片上连续开有多个孔或多条缝。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、结构合理，使用操作方便。

2、传热管采用设有内外螺旋翅片的传热管，能够有效地增加管内传热面积，同时改善管内外对流传热的场协效果，提高其综合传热效率；并且还省略了壳侧弓字型折流板，使得换热器的结构得到一定程度的简化。

3、在叉流换热器的传热管外侧增加纵向螺旋外翅片后，使得传热管内外都设置有纵向螺旋翅片，因而使传热管两侧的对流传热能力同时得到了强化，这样使所得到换热器的单位体积内的换热面积远远大于一般的管翅式换热器，与板翅式换热器单位体积内的换热面积相当。因此，本实用新型在换热能力方面可以达到板翅式换热器的水平，而在承受高压方面与板翅式相比更具有优势，因为将内外翅片隔开的传热管可以承受管侧高压，壳侧压力则由壳体承受。

综上所述，本实用新型提供一种新型传热管内外螺旋翅片式叉流换热器，增加了管内外两侧的换热面积，同时增加管内外流速对流的扰动性，强化两侧的对流换热，使所得到换热器的换热密度远大于一般的管翅式换热器，与板翅式换热器换热密度相当，在换热能力方面接近板翅式换热器的水平，同时能够承受较高的绝对压力或者故障状态下较高的相对压力，从而能有效防止换热器发生胀裂。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型传热管的外部结构示意图。

图3为本实用新型所采用波纹内翅片板的整体结构示意图。

图4为本实用新型传热管的内部结构示意图。