一种组合套管缠绕管式换热器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112923756A(43)申请公布日2021.06.08(21)申请号201911232126.0(22)申请日2019.12.05(71)申请人中国科学院大连化学物理研究所地址116023辽宁省大连市沙河口区中山路457-41号(72)发明人刘婷婷李辉怀英陈曦李新菊李佳旭刘应春贾淑芹赵天亮郑志刚金玉奇(74)专利代理机构沈阳科苑专利商标代理有限公司21002代理人郑伟健(51)Int.Cl.F28D7/02(2006.01)F28F21/08(2006.01)F28F13/12(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种组合套管缠绕管式换热器(57)摘要本发明公开了一种用于石油化工、制药、核能和LNG工业等领域的组合套管缠绕管式换热器，该换热器采用金属层网包裹制作换热组合套管，能够维持一定换热面积前提下，降低缠绕管束导程的加工工作量，同时金属网层可以大大增加比表面积，同时流体在壳程腔体内停留时间更长，使换热更加充分，这种多管复合结构和多孔金属网层设计，能够极大地改变壳程流体流动状态，形成强烈湍流效果，大大提高传热效率。CN112923756ACN112923756A权利要求书1/1页1.一种组合套管缠绕管式换热器，其特征在于：包括组合换热套管、壳体和中心筒；壳体为一中空密闭的筒状结构，所述中心筒安装在壳体内，中心筒与壳体内壁面间留有间隙，使中心筒与壳体内壁面间形成腔体，于壳体的二端壁面上分别设有与腔体连通的壳程流体入口和壳程流体出口；所述中心筒是由2层以上的组合换热管相间隔、同轴穿套构成的组合换热套管，每层组合换热管均是由组合换热管沿一中空筒状区域呈螺旋形地从一端向另一端盘绕而成；所述组合换热管是并列放置的由两个以上换热单管构成的管束被金属网层包裹组成，两个以上换热单管的二端分别伸出壳体外部，一端作为管程流体出口、另一端作为管程流体入口。2.根据权利要求1所述的组合套管缠绕管式换热器，其特征是，所述组合换热套管中相邻各层组合换热管之间设有金属垫条分开，采用3层以上的组合换热管时，相邻二层的间距可以相同或不同。3.根据权利要求1或2所述的组合套管缠绕管式换热器，其特征是，各层组合换热管的螺距可以相同或不同。4.根据权利要求1或2所述的组合套管缠绕管式换热器，其特征是，所述换热单管是外壁光滑或外壁具有换热齿的铜管、镍管或钛管中的一种或二种以上，所述金属网层由金属铜制作。2CN112923756A说明书1/2页一种组合套管缠绕管式换热器技术领域[0001]本发明涉及一种换热器，尤其涉及一种组合套管缠绕管式换热器，可用于石油化工、制药、核能和LNG工业等领域。背景技术[0002]相对于传统换热器，缠绕管式换热器的独特换热结构，能够大幅度提升换热效率，具体表现在：适用温度范围广、适应热冲击、热应力消除、紧凑度高，特别是通过设置多股管程流动，可以使用单一设备实现多种流体同时换热，在节约资源、提升生产效率、降低生产成本等方面发挥着巨大优势。缠绕管式换热器的性能提升对节能环保具有重要意义，近年来为了提升换热效率，对缠绕管束的导程结构进行优化进而改变壳程流动特性成为一种重要手段，主要对缠绕管束外形进行改造，如椭圆形、螺纹管形、液滴形等，但是这种方案为缠绕管束的加工和安装造成了一定难度，不利于工程实施。发明内容[0003]本发明的目的是提出一种结构简单、便于加工制作、紧凑高效的组合套管缠绕管式换热器。[0004]本发明的目的是实现一种组合套管缠绕管式换热器，包括组合换热套管、壳体和中心筒；壳体为一中空密闭的筒状结构，中心筒安装在壳体内，中心筒与壳体内壁面间留有间隙，使中心筒与壳体内壁面间形成腔体，于壳体的二端壁面上分别设有与腔体连通的壳程流体入口和壳程流体出口。中心筒是由2层以上的组合换热管相间隔、同轴穿套构成的组合换热套管，每层组合换热管均是由组合换热管沿一中空筒状区域呈螺旋形地从一端向另一端盘绕而成。[0005]组合换热管是并列放置的由两个以上换热单管构成的管束被金属网层包裹组成，两个以上换热单管的二端分别伸出壳体外部，一端作为管程流体出口、另一端作为管程流体入口。[0006]组合换热套管中相邻各层组合换热管之间设有金属垫条分开，采用3层以上的组合换热管时，相邻二层的间距可以相同或不同，各层组合换热管的螺距可以相同或不同。[0007]换热单管是外壁光滑或外壁具有换热齿的铜管、镍管或钛管中的一种或二种以上，所述金属网层由金属铜制作。[0008]本发明的优势是：[0009]组合换热套管采用多管复合结构，能够维持一定换热面积前提下，降低缠绕管束导程的加工工作量；包裹组合换热套管的金属网层具备一定支撑强度，并且当流经壳程流体时，可以大大增加比表