[发明专利]强化传热管

说明书

本发明涉及流体传热技术领域，公开了一种强化传热管，所述强化传热管(1)包括具有供流体进入的进口(100)和供所述流体流出的出口(101)的呈管状的管体(10)，其中，所述管体(10)的内壁设置有扭曲片，并且所述管体(10)的外表面上设置有隔热层(14)。该强化传热管能够降低自身的热应力，从而提高了强化传热管的使用寿命。

技术领域

本发明涉及流体传热技术领域，具体地涉及一种强化传热管。

背景技术

强化传热管是指能够实现强化管内外流体传热的传热元件，即在单位时间内使单位传热面积传递尽可能多的热量。强化传热管被应用于众多行业如热力发电、石油化工、食品、制药、轻工、冶金、船舶等。以裂解炉为例，裂解炉是石油化工中的重要设备，强化传热管便在裂解炉中得到了广泛应用。强化传热的方式分为主动和被动两种方式。其中，主动的方式需要外力，主要包括机械、表面振动、流体振动、电磁场以及抽吸等方法。由于主动强化传热方式的机理相对复杂，所需投资相对巨大，因此工业应用并不广泛。而被动的方式不需要外力，主要包括扩展表面、表面处理和管内插入物等不同类型的强化传热技术，具体的方式包括增大传热面积，增大平均温度差，增加总的传热系数。其中，增大传热面积主要是通过翅化面、异形面、多空物质结构以及采用小直径热交换管等实现；增大温差则主要通过改变换热流体的温度条件和流动形式来实现；增大流体的总传热系数主要通过提高流体速度，增强流体的扰动，以及及时清理结垢面等方法来实现。

在现有技术中，一般通过在强化传热管的内壁上设置内肋等方式进行强化传热，内肋的增加不仅增加了强化传热管的表面积，还能增加管内的湍动动能。目前较为常用的一种性能较好的强化传热元件是扭曲片，扭曲片通常设置在强化传热管的中间，利用流体自身的旋转，使流体的边界层变薄，从而达到强化传热的目的。尽管具有扭曲片的强化传热管拥有较好的强化传热效果，但是由于扭曲片是通过焊接方式与强化传热管的管壁连接在一起的，因此经常会发生扭曲片与强化传热管的管壁裂开的情况。尤其是在长时间的运行过程中，加之处于超高温的环境中，更加容易导致扭曲片与强化传热管的管壁发生开裂的现象，从而缩短了强化传热管的使用寿命。

因此，在保证强化传热管的传热效果的同时，还需降低强化传热管的热应力以提高强化传热管的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的强化传热管的使用寿命较短的问题，提供了一种强化传热管，该强化传热管能够降低自身的热应力，从而提高了强化传热管的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种强化传热管，所述强化传热管包括具有供流体进入的进口和供所述流体流出的出口的呈管状的管体，其中，所述管体的内壁设置有扭曲片，并且所述管体的外表面上设置有隔热层。

优选地，所述隔热层包括设置于所述管体的外表面上的金属合金层和位于所述金属合金层上的陶瓷层。

优选地，所述隔热层包括设置于所述金属合金层和所述陶瓷层之间的氧化层。

优选地，所述氧化层的厚度为3-5μm；和/或所述氧化层由氧化铝、氧化硅、氧化钛或者由氧化铝、氧化硅和氧化钛中的任意两种以上的材料混合后得到的混合材料制备形成。

优选地，所述金属合金层的厚度为50-100μm；和/或所述金属合金层由包括M、Cr、Al和Y的金属合金材料制备形成，其中，M选自Fe、Ni、Co和Al中的一种或多种。

优选地，在所述金属合金材料中：Al的重量分数为5-12％，Y的重量分数为0.5-0.8％，Cr的重量分数为25-35％。

优选地，所述金属合金层由金属合金材料和添加材料混合后制备形成，其中，所述金属合金材料包括M、Cr、Al和Y，其中，M选自Fe、Ni、Co和Al中的一种或多种，所述添加材料选自Si、Ti、Co或Al₂O₃。