[实用新型]换热管内置弹簧式管壳换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种管壳式换热器，具体的是涉及一种换热管内置弹簧式管壳换热器，通过插入物扰动强化技术以增强扰动强化传热。

背景技术

目前工业生产中，各类换热器被广泛应用来进行热交换，其中以管壳式换热器应用最为普遍。为了提高换热器的换热系数，科技工作者们从表面结构强化、插入物扰动强化、振动强化等多个方面展开了研究，其中插入物强化主要以插入丝带为主，此类强化多数还不能有效利用流动中的脉动压力，且积垢问题依然没有解决。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是针对上述现有技术而提出一种换热管内置弹簧式管壳换热器，其可以有效地利用流动压力脉动变化增强扰动，同时具有扰动除垢的作用，以强化换热器传热过程。

本实用新型为解决上述提出的问题所采用解决方案为：换热管内置弹簧式换热器，包括有壳体、上下封头、管板和换热管，所述的壳体的两端分别经由管板与上下封头相连接，换热管的上下两端分别固定在管板上，其特征在于，换热管的内部设置有一弹簧且布置于换热管中心，弹簧的一端固定在换热管入水口端面的弹簧悬架上，弹簧另一端属自由端且摆放在换热管的出水口附近。

按上述方案，弹簧的共振频率与通过换热管的流体压力脉动频率一致或趋于一致。

本实用新型所述的弹簧在进行刚性选择时遵循原则是：振动过程中满足强度要求前提下尽可能使刚度值小；弹簧的共振频率选择遵循原则是：弹簧的共振频率与通过换热管的流体压力脉动频率一致(最佳)或趋于一致，至少应保证弹簧的共振频率在流体压力脉动频率范围内；通过遵循上述两个原则，可以通过流体脉动引起弹簧共振增强流体扰动，达到强化传热、抑制积垢和除垢目的。

本实用新型的工作原理是：压力脉动变化的流体由管程入口流入后，分别进入各个传热管，由于流体的压力脉动频率与换热管中弹簧的共振频率一致或趋于一致，因而换热管会很快共振或趋于共振，且保持这种振动状态；弹簧的振动从而扰动管中流体，使得流动湍流度增强，从而强化传热和冲刷换热管内壁面上的旧垢层，同时抑制新垢层形成。

本实用新型的主要优点在于：

本实用新型在普通管壳式换热器通过简单结构改进，实现较好的强化传热和除垢效果，且不需要额外能量供给，结构简单、安装方便。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为图1中换热管A向放大视图。

具体实施方式

下面通过实施例进一步介绍本实用新型，但是实施例不会构成对本实用新型的限制。

在图1-2中，换热管内置弹簧式换热器，主要由壳体1、上下封头(2、11)、管板4、换热管8等组成，其中壳体的上下两端分别经由管板与上下封头相连接，换热管的上下两端分别固定在管板上，换热管8入水口端面上安装有弹簧悬架10，弹簧9一端悬挂在弹簧悬架10上，弹簧9另一端属自由端并摆放在换热管8出水口附近，弹簧体直径比换热管内径小且布置于换热管的中心。弹簧9的刚性及共振频率选择，需参考管程中流体压力脉动值及脉动频率，其遵循的原则是，振动过程中满足强度要求前提下尽可能使刚度值小，弹簧的共振频率与通过换热管的流体压力脉动频率一致或趋于一致，至少应保证弹簧的共振频率在流体压力脉动频率范围内；通过遵循上述2个原则，可以通过流体脉动引起弹簧共振增强流体扰动，达到强化传热、抑制积垢和除垢目的。

壳程的流体由壳程入口7进入壳体后由壳程出口5流出；管程的流体先由管程入口3进入封头2内，在封头2中进入换热管8后，再从换热管8中流出到另一端的封头11中，最后由管程出口6流出；管程与壳程中流体流动的方向如图中箭头标示方向。