多介质绕管换热器.pdf

本发明公开了换热器领域内的一种多介质绕管换热器，其壳体中心设有支撑管，支撑管包括活动套装在一起的出口管和进口管，出口管与一端的管板中心相连，进口管与另一端的管板中心相连，出口管和进口管之间经隔板相隔离，管板上与出口管和进口管对应设有壳程进口箱和壳程出口箱，出口管和进口管靠近对应的管板位置设有出口孔和进口孔；螺旋管束同心绕装在支撑管外，相邻层螺旋管束的旋向相反，每一螺旋管束包括若干并绕的螺旋单管，螺旋管束中每360°的螺旋上空出一个螺旋单管的位置。工作时，空缺与外一层螺旋管束的空缺形成径向接通的流道，会形成涡流扰动，打破层流状态，提高换热效率。其用于多介质的换热中。

权利要求书
1.  一种多介质绕管换热器，包括壳体，壳体两端设有管板，管板上设有若干板孔，壳体内设有若干螺旋管束，其特征在于：所述板孔分成若干组，每一组板孔对应一组进口汇流箱和出口汇流箱，进口汇流箱和出口汇流箱密封固定在管板上，所述壳体中心设有支撑管，支撑管包括活动套装在一起的出口管和进口管，出口管与一端的管板中心相连，进口管与另一端的管板中心相连，出口管和进口管之间经隔板相隔离，管板上与出口管和进口管对应设有壳程出口和箱壳程进口箱，出口管和进口管靠近对应的管板位置设有出口孔和进口孔；壳体上设有膨胀节；螺旋管束同心绕装在支撑管外，螺旋管束的层与层之间设有若干支撑条，相邻层螺旋管束的旋向相反，每一螺旋管束包括若干并绕的螺旋单管，同一螺旋管束中的不同螺旋单管的两端分别连接至不同组的板孔中，螺旋管束的导程S=（n+1）P，其中，n是每一螺旋管束中的螺旋单管的头数，P是每一螺旋管束的螺距，使得每360°的螺旋上空出一个螺旋单管的位置。

2.  根据权利要求1所述的多介质绕管换热器，其特征在于：所述各组板孔均匀分布在管板中心周围。

3.  根据权利要求1所述的多介质绕管换热器，其特征在于：所述支撑条与内层螺旋管束焊接连接。

4.  根据权利要求1-3任意一项所述的多介质绕管换热器，其特征在于：所述隔板在支撑管内间隔焊接有两块。

5.  根据权利要求1-3任意一项所述的多介质绕管换热器，其特征在于：所述进口孔沿进口管周向均布，所述出口孔沿出口管周向均布。

6.  根据权利要求1-3任意一项所述的多介质绕管换热器，其特征在于：所述支撑条断面呈圆形。

说明书多介质绕管换热器
技术领域
本发明涉及一种热交换装置，特别涉及一种多介质的换热装置。
背景技术
现有技术中的绕管换热器，其结构主要包括有壳体，壳体两端设有管板，壳体内在两管板之间设有螺旋分布的绕管，绕管分为多层，层与层之间留有间隙，这种结构导致在换热时，层与层之间内外缺少对流，壳程的介质易于形成层流，使换热效率降低。
为克服上述问题，现有技术中还有一种螺旋缠绕管阵列式换热器，其专利申请号：201410606421.9，申请公布号： CN 104296564 A，申请公布日： 2015.01.21，其结构主要包括换热器壳体，所述换热器壳体两端分别设有壳体法兰，所述换热器壳体的侧壁上设有两个壳体接管，所述换热器壳体内设有分别密封连接两所述壳体接管的接管弯头，两所述接管弯头分别安装有管板，两所述管板之间设有换热器管芯 ；换热器管芯包括一层或依次套装的多层螺旋管环束，每层所述螺旋管环束设有若干根单支螺旋管，同一层所述螺旋管环束内相邻两所述单支螺旋管相互嵌插在一起，所述单支螺旋管的两端分别安装在相应的所述管板上。其不足之处在于：该装置结构复杂，制造困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种多介质绕管换热器，使其可以同时在多种介质之间进行换热，其制造方便，可克服绕管换热器形成层流的缺陷。
本发明的目的是这样实现的：一种多介质绕管换热器，包括壳体，壳体两端设有管板，管板上设有若干板孔，壳体内设有若干螺旋管束，所述板孔分成若干组，每一组板孔对应一组进口汇流箱和出口汇流箱，进口汇流箱和出口汇流箱密封固定在管板上，所述壳体中心设有支撑管，支撑管包括活动套装在一起的出口管和进口管，出口管与一端的管板中心相连，进口管与另一端的管板中心相连，出口管和进口管之间经隔板相隔离，管板上与出口管和进口管对应设有壳程出口箱和壳程出口箱，出口管和进口管靠近对应的管板位置设有出口孔和进口孔；壳体上设有膨胀节；螺旋管束同心绕装在支撑管外，螺旋管束的层与层之间设有若干支撑条，相邻层螺旋管束的旋向相反，每一螺旋管束包括若干并绕的螺旋单管，同一螺旋管束中的不同螺旋单管的两端分别连接至不同组的板孔中，螺旋管束的导程S=（n+1）P，其中，n是每一螺旋管束中的螺旋单管的头数，P是每一螺旋管束的螺距，使得每360°的螺旋上空出一个螺旋单管的位置。
本发明工作时，通过多头螺旋管并绕，在不同螺旋管内通入不同的介质，壳程采用另一种介质，形成多介质换热，由于螺旋管束的导程S=（n+1）P，也就是说在并绕时，始终空出一个螺旋单管的位置，该空缺与外一层螺旋管束的空缺形成径向接通的流道，壳程的液流流经该空缺时，会形成涡流扰动，内层的液流会和外层的液流混合，打破层间流动的层流状态，使其变成紊流，从而提高换热效率。在工作过程中，出口管和进口管之间可相对滑动，其与膨胀节相配合，不仅能保持整体的支撑状态，还能适应螺旋管束热胀冷缩在轴向方向上的变形。能够使得管程的各种不同介质的出口温度趋于一致，其换热效果好，结构紧凑，制造方便。该装置可用于多介质的换热中。
作为本发明的进一步改进，所述各组板孔均匀分布在管板中心周围。这样可方便地布置进口汇流箱和出口汇流箱，不易接错管路。
为便制造，所述支撑条与内层螺旋管束焊接连接。支撑条焊接连接在内侧螺旋管束上，使得内层管束和外层管束之间可以相对移动位置，保证其具有热胀冷缩的空间，同时，便于外层管束通过绕制的方式绕装在内层管束外。
其进一步改进在于，所述隔板在支撑管内间隔焊接有两块。隔板可隔离支撑管的无效空间，避免将液体困在无效空间内。
为保证壳程的液流能均匀散布，所述进口孔沿进口管周向均布，所述出口孔沿出口管周向均布。
为便于固定，所述支撑条断面呈圆形，其易于焊接。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明的工作原理图。
图3为图1的A-A向视图。
其中，1出口汇流箱一，2膨胀节，3壳体，4螺旋管束，4a内层螺旋单管，4b外层螺旋单管，5支撑条，6空缺，7出口管，8板孔二，9管板二，10进口汇流箱一，11出口孔，12壳程出口箱，13进口汇流箱二，14隔板，15进口管，16板孔一，17管板一，18出口汇流箱二，19壳程出口箱，20进口孔。
具体实施方式
如图1-3所示，为一种多介质绕管换热器，包括壳体3，壳体3两端设有管板，分别为管板一17和管板二9，管板一17上设有若干板孔一16，管板二9上设有若干板孔二8，壳体3内设有若干螺旋管束4，板孔一16和板孔二8对应分成四组，每一组板孔对应一组进口汇流箱和出口汇流箱，如图1和3中所示，各组板孔均匀分布在管板一17和管板二9的中心周围，进口汇流箱一10和出口汇流箱一1相对应并密封固定在管板上，进口汇流箱二13和出口汇流箱二18也相对应并密封固定在管板上，其余进口汇流箱和出口汇流箱也逐一对应连接，壳体3中心设有支撑管，支撑管包括活动套装在一起的出口管7和进口管15构成，出口管7与管板二9的中心相连，进口管15与管板一17的中心相连，出口管7和进口管15之间经隔板14相隔离，隔板14在支撑管内间隔设有两个，管板上与出口管7和进口管15对应设有壳程出口箱12和壳程进口箱19，出口管7和进口管15靠近对应的管板位置设有出口孔11和进口孔20，进口孔20沿进口管15周向均布，出口孔11沿出口管7周向均布；壳体3上设有膨胀节2；螺旋管束4同心绕装在支撑管外，螺旋管束4的层与层之间设有若干支撑条5，支撑条5断面呈圆形，支撑条与内层螺旋管束焊接连接。相邻层螺旋管束4的旋向相反，每一螺旋管束4包括若干并绕的螺旋单管，同一螺旋管束4中的不同螺旋单管的两端分别连接至不同组的板孔中，螺旋管束的导程S=（n+1）P，其中，n是每一螺旋管束4中的螺旋单管的头数，P是每一螺旋管束的螺距，使得每360°的螺旋上空出一个螺旋单管的位置，形成空缺6。
该装置工作时，壳程的换热介质例如热水，可从壳程进口箱19进入，然后进入进口管15内，由于有隔板14的阻挡，热水会从进口孔20均匀散布，进入壳体3内，然后分别从螺旋管束4之间形成的通道穿过，最后从出口孔11进入出口管7内，再从壳程出口箱12离开装置。待加热的多种不同介质分别从不同的进口汇流箱进入，然后分别进入各自的螺旋单管内，与热水充分换热后，再从对应的出口汇流箱离开。上述过程中，由于螺旋管束4的导程S=（n+1）P，也就是说在并绕时，始终空出一个螺旋单管的位置，形成空缺6，如图2所示，内层螺旋单管4a和外层螺旋单管4b均有4根管，其导程为5个螺距，中间形成空缺6，该空缺6形成径向接通的流道，壳程的液流流经该空缺6时，会形成涡流扰动，内层的液流会和外层的液流混合，打破层间流动的层流状态，使其变成紊流，从而提高换热效率。同时，使得各螺旋单管内的介质温度趋于一致，使得整体出口温度更加均匀。此外，在工作过程中，出口管7和进口管15之间可相对滑动，其与膨胀节2相配合，不仅能保持整体的支撑状态，还能适应螺旋管束4的热胀冷缩在轴向方向上的变形。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。