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波节管换热器的自支撑结构

  

波节管换热器的自支撑结构

齐世明  齐世清

(秦皇岛众合管业有限公司 河北 秦皇岛 066000

    东北大学秦皇岛分校 河北 秦皇岛 066000)

摘要:不锈钢波节管换热器结构改革分析,其目的是使这种高效换热管能更好地应用,从而大大提高管壳式换热器的传热系数,使这种传统产品更完美。

关键词:管壳式换热器   强化传热   自支撑结构   纵流壳程

The Self Support Structure of Corrugated Pipe Heat Exchanger

Qishiming Qishiqing

Qinhuangdao Dongyan Energy Conservation Technology Co.,Ltd.  Hebei Shanhaiguan 066206;Qinhuangdao Branch of Northeast University Hebei Qinhuangdao 066000)

Abstract: To discuss the structure’s reform for stainless steel bellows heat exchanger, Its purpose is to make this kind of high efficiency heat tube better application. Thus heat transfer coefficient of the tube-shell heat exchanger was greatly raised, It causes this kind of traditional production more perfect.

Keywords: tubular heat exchanger   heat transfer enhancement   self support structure   longitudinal-flow shell side

1、引言

只有图新求变才能使事物进步和发展,产品的革新要由人来完成,这就要求人的思维首先要变革,要有强烈的创新意识,创新意识越强,进步和变革就越大,意识在先,变革在后。

管壳式换热器多少年来一直没有突破传统结构的束缚,其内部结构只是形式上的变化,即折流板、折流杆、支撑环等。为什么不能去掉这些呢?

几年前不锈钢波节换热管问世,至今人们使用它时,仍然要考虑如何加折流板或杆或其它。而按传统列管式换热器设计思路,加折流板最为普遍,但人们发现很多问题,如:A)折流板孔与管的波峰不一定对齐,因此管与孔之间间隙较大,造成换热器内部振动较大,发出大的噪音。B)管子易被折流板磨破。C)还有一些共同弊端,如:产生传热死区,横向流动强烈冲刷管束,流体阻力大等。这些问题必须从根本上解决。

2、波节管换热器自支撑结构

波节管的诞生可以使管壳式换热器内部结构有大的变革,即取消一切折流板、折流杆和折流环等,利用波节管自身的波峰可使其自支撑,波节管自身头部留一个直段或者焊一个厚壁直段,管板孔径与波节管直段外径相同,这样波节管换热器装管的数量与普通管壳式换热器相同,波峰与波峰基本相接触,可以互相支撑。其结构见图。对于大公称直径的换热器,可以采取增加壳层数的方法,如:双壳层、三壳层、四壳层等。

    波节管换热器自支撑结构

 

 

 

1)该结构使布管数增加,从而导致换热器的整体换热面积显著增加,在换热量一定的情况下,可以减小换热器的体积,降低制造成本。

2)管与管的自支撑使得管的被支撑点增加,而且是同一种材料接触。是一种软接触,所以磨损和振动大大减小。

3)大大减小了壳层流体的截面积,使得流体的速度大大提高。

4)使流体纵向流动,壳层流体与管层流体流动完全逆流增大了有效温差,彻底消除了折流板式支撑结构造成的传热死区,避免了流体横向冲刷管束。

5)抗热冲击的能力更强,由于管的束缚小,其自身的补偿量可充分发挥作用,因此抗结垢能力很强,提高管的寿命。

6)纵向流动使流体阻力减小,波节管使流体产生强烈的湍流,从而使管内外液膜变薄,大大提高了传热系数。

4、结束语

波节管作为新一代强化换热元件,如果得到最科学的有效的利用必将产生巨大的经济效益和社会效益,是对传统列管式换热器的重大革新。自支撑结构是一种科学的、合理的、能够最有效发挥波节管作用的结构,这种结构的应用将使波节管换热器得到大量的普及,是对管壳式换热器的一次重大创新。这种结构已在某些技改项目上得到应用,效果非常好。例如:1999年大庆油田甲醇厂,2台汽——甲醇换热器;2000年大庆油田有限责任公司天然气分公司,18台水——天然气换热器。这20台换热器都是自支撑结构,至今运行很好。

  参考文献:

1、         胡庆均  纵流壳层换热器概述 2002

2、         Tube Vibration in Large Bearing Water Cooler. CEPV.64, No.3  1968

____________________

 

3、自支撑结构的特点利用波节管的自身特点实现自支撑,有以下特点:


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