[发明专利]管壳程容积可调节纵紊流油冷却器

说明书

技术领域

本发明涉及油冷却器制造技术领域，具体涉及一种用于石化、电力、冶金等行业的管、壳程空间可调的顺紊流油冷却器。

背景技术

管壳式油冷却器作为一种传统的油冷却器结构形式，具有结构简单、制造成本低、维护方便、适用性强、安全性高、选材范围广、处理能力大等特点。在管壳式油冷却器中，传统的折流板结构一直占据着主导地位。但由于折流板结构在折流板与壳体结合部位为流动死区，在此位置形成涡流，并由此导致有效换热面积减少、结垢和腐蚀等问题，同时，由于壳程流动状态为总体逆流、局部错流，形成了对管束的冲刷，造成管束振动，由此导致管板焊接处开裂和磨损导致穿孔。

针对传统的折流板壳程结构的缺点，近年不断有新型的壳程结构推出,如螺旋折流板、折流杆、空心环等。其共同特点是壳程流体延油冷却器轴向流动，消除或减少了死区和对管束的冲刷，减少了壳程结垢和振动，同时也降低了壳程流体的压降。

与传统的折流板油冷却器不同，新型的油冷却器壳程流体一般为轴向流动，因而壳程流体流速通常较低，由此导致壳程流体传热系数低，因此只能适合壳程流量较大的场合。因此，目前仍然为折流板式油冷却器占据主导地位。

发明内容

针对上述不足，本发明的目的在于提供一种管壳程容积可调节纵紊流油冷却器，通过采用新型换热管及换热管排列方式，使管程和壳程流体流速匹配更为合理，提高壳程流体的湍流程度，从而较大程度地提高壳程换热系数。

为实现以上目的，本发明采取了的技术方案是：

管壳程容积可调节纵紊流油冷却器，其包括壳体，所述壳体的两端分别由第一管板和第二管板封闭，形成一容置空间，该壳体内安装有多个换热管，所述多个换热管由卡箍进行捆扎形成一换热管束，所述换热管束的两端分别与第一管板和第二管板固定连接，第一管板和第二管板的外侧分别固定连接一第一封头和第二封头；

第一封头与第一管板形成的空间通过一隔板分为管程进口通道和管程出口通道，管程进口通道和管程出口通道分别与安装于第一封头上的冷冻水进口和冷冻水出口相连通；所述壳体的上侧固定连接有与所述容置空间相连通的进油口和出油口，所述进油口位于第二管板侧，所述出油口位于第一管板侧，所述壳体的下侧固定连接有与所述容置空间相连通的放油口；

所述换热管包括变形传热管以及连接于该变形传热管两端的第一圆管和第二圆管，所述第一圆管、变形传热管和第二圆管一体成型，其中，第一圆管固定于第一管板上，第二圆管固定于第二管板上，所述第一圆管、变形传热管和第二圆管的横截面周长均相等，相邻换热管通过变形传热管上的凸起部位实现点接触以形成自支撑结构，相邻换热管的相邻两个接触点之间相对应形成间隙以在容置空间内形成网状通道。

所述变形传热管为螺旋扭曲管，该螺旋扭曲管的横截面为三叶状结构，所述三叶状结构由三个半椭圆和三个圆弧成交错连接形成的闭合曲线，其中，三个圆弧的顶点位于该三叶状结构的内接圆上，且三个顶点至内接圆圆心连线所形成的夹角均为120°，相邻换热管通过半椭圆相互接触以形成自支撑结构，相邻换热管的圆弧相对应形成间隙以在容置空间内形成网状通道。

所述换热管为铜管。

所述铜管的外表面设有翅片强化结构，所述变形传热管由光滑圆管经冷轧加工而成。

所述第一圆管、第二圆管分别焊接或胀接于第一管板、第二管板上。

所述容置空间内进一步安装有至少一隔环，换热管束穿于所述隔环上设有的穿孔中，所述隔环与壳体内表面固定连接。

所述隔环为圆形，其穿孔为六边形，其中，圆形的外边缘固定连接于壳体的内壁上，换热管束穿于该六边形中。

所述内接圆和圆弧的半径比为（0.2～2）：1。

所述变形传热管的导程与圆弧的半径的比例为（10～100）：1。

所述变形传热管的水力直径与第一圆管的直径之比例为（0.5～0.9）：1。

采用截面为螺旋三叶管作为换热管，由光滑圆管经压扁、扭曲而成，为了便于管束与管板的安装和焊接，换热管的两端与管板连接处仍保持圆形。所有换热管的几何尺寸包括外径、扭距、截面长轴、短轴等都是相同的。换热管之间通过互相接触形成自支撑，通过换热管的有序排布以增大壳程流体的湍流程度，达到强化传热的目的，同时节省空间。螺旋三叶管纵向相互靠凸点接触，横向间距可变，通过螺旋三叶管间形成壳程变空间螺旋形流道，形成对壳程流体的强烈扰动，因而更有利于壳程流体的传热。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：