[发明专利]一种外翅片换热管的使用方法

说明书

本发明提供了一种外翅片换热管，包括：传热管；用于扩展传热管的外侧换热表面，形成微流道，约束管外流体沿传热管轴向的逆流，同时产生扰流作用的外翅片组；用于减少传热管管外侧流体的横向流动的外翅片组框架；传热管外壁与多个外翅片组相连，外翅片组沿传热管轴向排列，外翅片组上设有孔洞，多个外翅片组的孔洞形成与传热管轴向平行的微流道；外翅片组周围与外翅片组框架相连。本发明还提供了外翅片换热管的使用方法。本发明外翅片换热管的管内、外流体之间实现完全逆流换热，可实现小温差传热；管外流体在经过外翅片组的微流道结构时，翅片有充分的扰流作用，提高对流传热系数；可用于制造高效紧凑换热器，尤其适用于气体‑气体换热工况。

技术领域

本发明涉及一种外翅片换热管的使用方法，属于高效紧凑换热器技术领域。

背景技术

换热器是电力、化工、车辆、制冷等各种工业生产中的关键设备，材料及加工制造成本在整个工程投资中往往占有重要的份额，例如：在火力发电厂中，锅炉及其它各类辅助换热器约占电厂总投资的70％左右；石油化工厂中，换热器投资可占总投资的40％以上。

近年来，以能源为中心的社会发展问题日益突出，节能、提高能效、提高能量转换效率等成为技术关注焦点。特别是新能源发电、储能、热电联供、分布式能源等领域发展迅猛，在这些技术的应用过程中，各种新型的高效紧凑换热器成为迫切需求。基于现有的换热器设计技术，并借助不断发展的制造工艺水平和新的制造技术，新型换热器的发展空间十分广阔。

在第四代核电、太阳能热发电、舰船等新的应用领域，由于采用了新型的布雷顿循环发电方式，循环回路中工质始终处于气体或超临界态，需要高效的气体与气体或气体与超临界流体的换热器，同时，为了控制成本和减小体积，要求采用紧凑换热器。由于工质的传热系统远小于液态，且为了保证循环效率，对换热器的效能要求非常高。现有的紧凑换热器，例如：扩散焊印刷电路板换热器，成本太高。

在各类经典的换热器设计中，换热管是一种常用的换热器件，在管壳式换热器、管板换热器、管翅换热器、锅炉、管式加热器等装置中都有广泛应用，但是，常规的换热管不适用于制作高效紧凑换热器，需要进行改进设计。在换热管外表面增加翅片可以扩展换热表面，可同时增加传热表面和提高传热系数，从而提高换热性能。翅片是气体侧表面的常用强化传热方式，包括外翅片和内翅片。考虑到加工制造技术和应用方面的原因，外翅片换热管应用较为方便、成本较低。通常的外翅片管的翅片平面与管子轴向垂直，管内介质流动方向与管外介质流动方向垂直，即交叉流换热。对于小温差(10℃)换热工况，特别是气体与气体的小温差换热，例如；布雷顿循环中的回热器，需要采用全逆流换热才能实现，这时，上述的外翅片管就不适宜了，需要开发新型的逆流换热的外翅片换热管。

目前，用于全逆流换热的外翅片换热管在行业内还未见公开报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何强化换热管的传热，实现管内、外两侧介质完全逆流换热，满足小温差换热工况的要求，并有效控制加工成本。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种外翅片换热管，其特征在于，包括：

用于分隔管内和管外的流体，并通过对流、传导的方式实现管内、外流体传热的传热管；

用于扩展传热管的外侧换热表面，形成微流道，约束管外流体沿传热管轴向的逆流，同时产生扰流作用的外翅片组；

用于减少传热管管外侧流体的横向流动的外翅片组框架；

所述传热管外壁与多个外翅片组相连，多个外翅片组沿传热管轴向排列；外翅片组上设有孔洞，多个外翅片组的孔洞形成与所述传热管轴向平行的微流道；外翅片组外围与外翅片组框架相连。

优选地，所述外翅片组之间相互间隔地沿传热管轴向排列。

优选地，所述外翅片组之间不间隔地沿传热管轴向排列。