[实用新型]具有强化传热元件的换热管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种换热管，特别是涉及一种用于化工、热电厂、冶金及食品加工领域具有增强传热效果、减小管内壁结垢的换热管，该换热管内部表面设置有强化传热元件。

背景技术

通过换热管壁实现管内外介质交换能量在实际工程中应用广泛，普通的换热管为光管，其内外管壁比较平滑，结构简单，加工方便，应用广泛，可在高温、高压等苛刻的条件下使用，且检修方便。但是在实际应用中存在热效率不高等缺陷，在有些对换热能力要求高的工况下不宜采用，在某些管内介质存在可能沉积杂质的情况下使用也受到了限制。为增强换热效果，目前已有板翅式换热器等多种单位体积换热面积大大高于管式换热器的换热设备，但是由于受设计、制造、选材和加工工艺等多方面限制原因，难以应用于高温、高压等苛刻条件，更无法处理含有固体或易生成可沉淀物质的或可结焦介质。另外，由于其结构特点，当换热器内部发生泄漏时难以发现泄漏点，不易维修。

授权公告号为CN202074870的实用新型专利公开了一种换热管，该换热管包括蛇形管，该蛇形管弯折形成多个换热管段，相邻的换热管段之间连接有换热片，该换热片为沿垂直于换热管段轴线的方向发生折弯的折弯件，从而防止换热片与换热管段之间的连接位置由于热膨胀而发生撕裂，显著提高了换热管的使用寿命。但该结构的换热管不具有增强传热效果、减小管内壁结垢的效果。

授权公告号为CN202101591的实用新型专利公开了一种翅片换热管，通过将管体内壁设置成齿条状结构，通过齿条状结构增加了管体内壁的换热面积，同时使得管内部的换热流体处于紊流状态，增大了扰动性，极大地提高了换热效率，延长了换热管的使用寿命。但该结构的换热管内壁较容易结垢，不容易清理，难以处理含有固体或易生成可沉淀物质的介质。

专利号为ZL200380103179.3的发明专利公开一种具有螺旋翅片的裂化管，翅片形成在管的内表面上并且相对于管的轴线倾斜，离散地布置在一个或多个螺旋轨迹上，从管的一个轴向端到其另一个轴向端的管的整个轴向长度上不存在翅片。翅片用于搅拌管内流体，可最大程度地抑制压力损失，同时有效地促进热量传输到流体上。由于管内翅片相对于管的轴线倾斜，且呈螺旋形分布，在压力损失较小和增强传热方面具有很好的效果，但如果用于管内介质存在可能沉积杂质的情况，则不可避免的造成管内壁结垢，不易清理和维修。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有强化传热元件的换热管，具有增强传热效果、减小管内壁结垢的换热管。

本实用新型所述的一种具有强化传热元件的换热管，所述强化传热元件为水滴状的流线型、三棱锥形或半椭球形，离散地布置在换热管的内壁上，当换热管的内表面展开时，强化传热元件在换热管内壁上的排布方式为：呈三角形排布或由多个三角形组合而成的排布方式或能分解为多个三角形的排布方式，其中优选所述三角形为等腰三角形。

本实用新型的换热管，所述强化传热元件的高度与换热管半径的比值（d1/R）为0.05-0.4，强化传热元件的长度与其高度的比值（d2/d1）为0.5-10。

本实用新型的换热管，所述两个强化传热元件的纵向（沿管长）距离与强化传热元件的长度比（D1/d2）为0.5-20，所述强化传热元件的横向（垂直于管长）距离与换热管横截面的周长比（D2/2πR）为0.05-0.5，。所述纵向距离是指当换热管的内表面展开时，顺着流体方向前后两个相邻强化传热元件之间的距离；所述横向距离是指当换热管的内表面展开时，垂直于流体方向上两个相邻强化传热元件之间的距离。

本实用新型的换热管，所述水滴状的流线型强化传热元件的排布方式与管内流体的方向呈0～90度夹角。所述水滴状的流线型是任意表面光滑的头圆尾尖的水滴的形状。更优选在换热管内壁上的排布是圆头部迎着流体方向，尖尾部顺着流体方向。

本实用新型的换热管，所述三棱锥形强化传热元件的尖头部分迎着流体方向，宽头部分顺着流体方向。所述三棱锥形强化传热元件优选正三棱锥形的形状。

本实用新型的换热管，所述半椭球形强化传热元件长径与流体方向的夹角为0～90度。所述半椭球形的强化传热元件的短径长度与其高度的比值为1-3，长径长度与短径长度的比值为1-10，所述高度是指强化传热元件在换热管半径方向上延伸的尺寸。所述长径为半椭球形传热元件与换热管接触的面中较长的轴，所述短径为半椭球形传热元件与换热管接触的面中较短的轴。

本实用新型还涉及上述换热管的应用，可用于热电厂、化工、冶金或食品加工领域的换热设备。

特别适用于工业炉中管式炉炉管且管内介质含有易结垢物质的工况。