[发明专利]一种带真空绝热的双股流低温螺旋缠绕管式换热器

摘要

一种带真空绝热的双股流低温螺旋缠绕管式换热器，主要由两股螺旋缠绕管束与真空壳体组成，应用一种新的双股流螺旋管束理论缠绕方程，建立数学模型并将其并用于流场数值模拟过程，获得管束缠绕理论计算方法并设计制造双股流螺旋缠绕管式换热器；应用与螺旋缠绕管束相结合的真空绝热技术，采用上下封头与管板焊接并由管板承重的内压壳体与外压壳体形成真空结构，改变传统真空结构与缠绕管式换热器结合困难，制造安装不便等缺点，可用于-161℃天然气液化、-197℃空气分离、-197℃低温液氮洗、-70℃低温甲醇洗等领域，　具有低温换热效率高，结构紧凑，单位容积传热面积大，热膨胀可自行补偿，容易实现大型化，换热设备台数减少等优点。

主权项

一种带真空绝热的双股流低温螺旋缠绕管式换热器，包括裙座（1）、第一股流进口接管（2）、下管板（3）、排液管（4）、下支撑环（5）、真空接管（6）、中芯筒（7）、第一股螺旋盘管（8）、上支撑环（9）、壳程进口接管（10）、上外压封头（11）、第一股流出口接管（12）、第二股流出口接管（13）、上内压封头（14）、排气管（15）、上管板（16）、第二股螺旋盘管（17）、内压壳体（18）、外压壳体（19）、珠光砂（20）、壳程出口接管（21）、下内压封头（22）、下外压封头（23）、第二股流进口接管（24），其特征在于：第一股螺旋盘管（8）管束与第二股螺旋盘管（17）管束绕中芯筒（7）层层缠绕，缠绕后的管芯通过下支撑环（5）与上支撑环（9）安装于内压壳体（18）内，管束上出口连接上管板（16），管束下出口连接下管板（3）；中芯筒（7）顶部与上管板（16）中心连接，底部与下管板（3）中心连接，中间安装下支撑环（5）与上支撑环（9）；内压壳体（18）与外压壳体（19）之间为真空夹层，顶部为壳程进口接管（10）及排气管（15），底部为壳程出口接管（21）及排液管（4），夹层内填充珠光砂（20），外压壳体（19）底部安装真空接管（6）；上外压封头（11）与上内压封头（14）之间为真空夹层，上内压封头（14）中间装有隔板，隔板将上封头空间分割成两个管箱，左管箱连接第二股流出口接管（13），右管箱连接第一股流出口接管（12），上内压封头（14）底部与上管板（16）焊接，上管板（16）下边缘与内压壳体（18）上边缘焊接；下外压封头（23）与下内压封头（22）之间为真空夹层，下内压封头（22）中间装有隔板，隔板将下内压封头（22）空间分割成两个管箱，左管箱连接第二股流进口接管（24），右管箱连接第一股流进口接管（2），下内压封头（22）上边缘与下管板（3）焊接，下管板（3）上边缘与内压壳体（18）下边缘焊接；下外压封头（23）正下方安装裙座（1）；上外压封头（11）与外压壳体（19）上边缘焊接，下外压封头（23）与外压壳体（19）下边缘焊接。