換熱管以及具有該換熱管的管板式換熱器的制造方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開了一種換熱管，其具有扁平形狀的橫截面，并且其外表面上形成有布置在沿?fù)Q熱管軸向的不同位置上的至少兩個(gè)翅片，所述翅片的延伸方向大致垂直于換熱管的軸向。所述換熱管可以進(jìn)一步包括形成在其內(nèi)部的擾流突起。本申請(qǐng)還公開了一種具有上述換熱管的管板式換熱器。通過設(shè)置翅片和/或擾流突起，在提高換熱效率的同時(shí)提高了扁平形換熱管的機(jī)械強(qiáng)度及其承壓能力。
【專利說明】
換熱管以及具有該換熱管的管板式換熱器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型總體上涉及管板式換熱器，具體地涉及用于石化、電力等行業(yè)加熱爐煙氣余熱回收的管板式換熱器以及可應(yīng)用于該管板式換熱器的換熱管。
【背景技術(shù)】
[0002]管板式換熱器相對(duì)于傳統(tǒng)的管式換熱器、板式換熱器、熱管換熱器，在提高換熱效率、減小預(yù)熱器體積及重量、模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)便于后期維護(hù)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，降低了冷介質(zhì)(例如空氣)在熱介質(zhì)(例如煙氣)側(cè)的泄漏，既提高了加熱爐的熱效率，又減少了對(duì)環(huán)境的污染。
[0003]然而，現(xiàn)有的管板式換熱器并非完全滿足使用需要。人們還希望進(jìn)一步提高管板式換熱器的換熱效率，以及進(jìn)一步改善其耐高壓性能。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種管板式換熱器以及可應(yīng)用于該換熱器的換熱管，其至少進(jìn)一步提尚了換熱效率。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種換熱管，其具有扁平形狀的橫截面，并且其外表面上形成有布置在沿?fù)Q熱管軸向的不同位置上的至少兩個(gè)翅片，所述翅片的延伸方向大致垂直于換熱管的軸向。
[0006]—些實(shí)施例中，所述扁平形狀的橫截面的縱橫比大于或等于3:1。
[0007]優(yōu)選地，所述翅片為圍繞所述換熱管的環(huán)形平板翅片。
[0008]優(yōu)選地，所述翅片僅形成在所述換熱管的與所述扁平形狀的橫截面的寬邊對(duì)應(yīng)的側(cè)表面上。
[0009]優(yōu)選地，所述翅片的延伸方向相對(duì)于換熱管的軸向偏轉(zhuǎn)一角度，該角度約為88°?85。。
[0010]優(yōu)選地，所述換熱管具有形成于內(nèi)部的擾流突起。更優(yōu)選地，所述擾流突起為沿?fù)Q熱管軸向延伸的擾流突片。
[0011 ]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供了一種管板式換熱器，其包括:殼體，具有相對(duì)設(shè)置的第一安裝板和第二安裝板，所述第一和第二安裝板上分別形成有對(duì)應(yīng)設(shè)置的多個(gè)第一安裝通孔和多個(gè)第二安裝通孔;和多個(gè)換熱管，每一個(gè)換熱管的一端密封連接至所述第一安裝板上的第一安裝通孔，另一端密封連接至所述第二安裝板上的第二安裝通孔，使得所述多個(gè)換熱管在第一和第二安裝板之間呈陣列布置，其中，所述多個(gè)換熱管中的至少一個(gè)換熱管具有扁平形狀的橫截面，并且其外表面上形成有布置在沿?fù)Q熱管軸向的不同位置上的至少兩個(gè)翅片，所述翅片的延伸方向大致垂直于換熱管的軸向。
[0012]—些實(shí)施例中，所述至少一個(gè)換熱管的橫截面的縱橫比大于或等于3:1。
[0013]優(yōu)選地，所述翅片為圍繞所述至少一個(gè)換熱管的環(huán)形平板翅片。
[0014]優(yōu)選地，所述翅片僅形成在所述至少一個(gè)換熱管的與所述扁平形狀的橫截面的寬邊對(duì)應(yīng)的側(cè)表面上。
[0015]優(yōu)選地，所述翅片的延伸方向相對(duì)于換熱管的軸向偏轉(zhuǎn)一角度，該角度在88°?85°之間。
[0016]優(yōu)選地，所述多個(gè)換熱管中的至少一個(gè)具有形成于內(nèi)部的擾流突起。更優(yōu)選地，所述擾流突起為沿?fù)Q熱管軸向延伸的擾流突片。
[0017]優(yōu)選地，所述殼體還包括第一通道板和第二通道板，所述第一和第二通道板設(shè)置為彼此相對(duì)且與所述至少一個(gè)換熱管的扁平形狀的橫截面的寬邊平行，并且所述第一通道板和第二通道板分別形成有流體入口和流體出口。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型，通過在換熱管外表面上的翅片和/或在換熱管內(nèi)部設(shè)置擾流突起，加強(qiáng)了流體介質(zhì)在流經(jīng)換熱器/換熱管時(shí)擾動(dòng)，從而提高了換熱效率。
[0019]此外，隨著換熱管扁平形狀橫截面的縱橫比增大，換熱管的強(qiáng)度及承壓能力大幅下降。因此，根據(jù)本實(shí)用新型，通過設(shè)置翅片和/或擾流突起，將大大提高扁平形狀的換熱管的強(qiáng)度和承壓能力。這對(duì)于用于高壓工作場(chǎng)所，尤其是對(duì)于氣液(液體高壓)換熱的情況，是非常有利的。
【附圖說明】

[0020]通過閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0021]圖1是可應(yīng)用于管板式換熱器的、根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的換熱管的側(cè)視圖；
[0022]圖2示出圖1的換熱管在位置A-A處截取的橫截面的一個(gè)示例；
[0023]圖3示出所述橫截面的另一示例；
[0024]圖4示出根據(jù)另一實(shí)施例的換熱管的橫截面；
[0025]圖5為根據(jù)所述另一實(shí)施例的一種變型的換熱管的俯視圖圖；
[0026]圖6示出根據(jù)又一實(shí)施例的、內(nèi)表面形成有擾流突起的換熱管；
[0027]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的管板式換熱器的主視圖；
[0028]圖8是圖7所示管板式換熱器的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對(duì)該發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與發(fā)明相關(guān)的部分。
[0030]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請(qǐng)。
[0031]圖1和圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的、可應(yīng)用于管板式換熱器的換熱管10A，其中，圖1是換熱管1A的側(cè)視圖；圖2示出了換熱管1A的橫截面的一個(gè)示例。圖3示出所述橫截面的另一示例。
[0032]如圖1所示，換熱管1A具有管體11和形成在管體11的外表面上的若干個(gè)翅片12A。參見圖2和圖3，換熱管1A具有扁平形狀的橫截面。本實(shí)用新型尤其適用于橫截面縱橫比大于或等于5:1的換熱管。在圖2所示示例中，管體11具有的橫截面為直角矩形。但是本實(shí)用新型并不限于此，換熱管1A可以具有任何其他適合的扁平橫截面。例如，如圖3所示的示例中，橫截面可以為具有圓角的近似矩形形狀。
[0033]本實(shí)施例中，翅片12A布置在沿?fù)Q熱管1A軸向Z的不同位置上，并且翅片12A的延伸方向垂直于換熱管1A的軸向Z。如圖2和圖3所示，翅片12A形成為圍繞換熱管1A的環(huán)形平板翅片。
[0034]圖4示出了本實(shí)用新型另一實(shí)施例的換熱管1B的橫截面。換熱管1B具有與換熱管1A基本相同的結(jié)構(gòu)，不同之處在于:翅片12B僅形成在換熱管1B的與橫截面的寬邊對(duì)應(yīng)的側(cè)表面上，如圖4中所示。盡管圖中示出翅片12B形成在跨越所述側(cè)表面的整個(gè)寬度上，但是本實(shí)施例并不限于此，而是翅片12B可以形成在所述側(cè)表面的部分寬度上，多個(gè)翅片12B可以間隔地布置在所述側(cè)表面的寬度上。在一些情況下，例如在翅片通過插接方式安裝到管體11上的情況下，根據(jù)本實(shí)施例構(gòu)造的換熱管1B可以更加方便地制造。
[0035]圖5不出了根據(jù)圖4所不實(shí)施例的一種變型的換熱管10C。如圖所不，換熱管1C的翅片12C并不完全垂直于換熱管的軸向Z，而是與之偏離，例如翅片12C的延伸方向相對(duì)于換熱管的軸向Z偏轉(zhuǎn)一角度，所述角度例如約為88°?85°。多個(gè)翅片12C可以形成為具有不同的偏離方向或角度。該偏離垂直方向的翅片12C可以一定程度地起到擾流的作用，進(jìn)一步幫助提尚換熱效率。
[0036]上述實(shí)施例及其變型中，本實(shí)用新型應(yīng)用于具有扁平形狀橫截面的換熱管，特別是扁平形狀的縱橫比大于3:1的換熱管。隨著換熱管的扁平形狀橫截面的縱橫比增大，換熱管的機(jī)械強(qiáng)度降低。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，通過在換熱管上增加翅片，在提高換熱效率的同時(shí)提高了換熱管的機(jī)械強(qiáng)度，改善了其承壓能力。
[0037]圖6示出根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的換熱管10D。換熱管1D的管體11也具有扁平形狀的橫截面。如圖所示，換熱管1D的內(nèi)表面上形成有擾流突起14。盡管未示出，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，該擾流突起14可以是凸臺(tái)、突片或任何其他合適的形狀。在一個(gè)優(yōu)選的示例中，該擾流突起14形成為大致沿著所述換熱管1D的軸向Z延伸的擾流片。
[0038]優(yōu)選地，換熱管1D可以同時(shí)具有如上所述的翅片。特別是，在一個(gè)優(yōu)選示例中，換熱管1D具有大致沿垂直于換熱管軸向Z的方向延伸的翅片，并具有大致沿?fù)Q熱管軸向Z延伸的內(nèi)部的擾流突片，使得換熱管1D在兩個(gè)方向上得到強(qiáng)度加強(qiáng)，大大地提高換熱管的承壓能力。
[0039]根據(jù)圖6所示實(shí)施例，本實(shí)用新型應(yīng)用于具有扁平形狀橫截面的換熱管(特別是扁平形狀的縱橫比大于5:1的換熱管)，通過在換熱管的內(nèi)部增加擾流突起，在提高換熱效率的同時(shí)提高了換熱管的機(jī)械強(qiáng)度，改善了其承壓能力。
[0040]以下參照?qǐng)D7和8，介紹根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的、應(yīng)用了上述換熱管的管板式換熱器100。其中，圖7是管板式換熱器100的主視圖；圖8是其側(cè)視圖。
[0041 ]如圖所示，管板式換熱器100包括殼體20、和安裝在殼體20內(nèi)的多個(gè)換熱管10。具體而言，殼體20具有相對(duì)設(shè)置的第一安裝板21和第二安裝板22(見圖2);第一和第二安裝板21、22上分別形成有多個(gè)第一安裝通孔和多個(gè)第二安裝通孔;每個(gè)換熱管10的一端密封連接至相應(yīng)的第一安裝通孔中，另一端密封連接至相應(yīng)的第二安裝通孔中。這樣，如圖7和圖8所示，多個(gè)換熱管10在第一和第二安裝板之間形成陣列布置。通過管板式換熱器100進(jìn)行換熱的第一種流體介質(zhì)流經(jīng)換熱管10。
[0042]殼體20可以是長方體結(jié)構(gòu)的。殼體20還可以包括彼此相對(duì)且布置在換熱管10側(cè)面的第一通道板23和第二通道板24;第一通道板23和第二通道板24分別形成有流體入口和流體出口(未示出)。通過管板式換熱器100進(jìn)行換熱的第二種流體介質(zhì)流經(jīng)從所述流體入口進(jìn)入，流經(jīng)換熱管10之間的間隙，并從所述流體出口離開管板式換熱器100。
[0043]所述多個(gè)換熱管10中的至少一個(gè)換熱管10采用以上參照?qǐng)D1至圖6描述的根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的換熱管1A?10D。
[0044]在優(yōu)選的示例中，所述管板式換熱器100中的所有換熱管均為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的換熱管。
[0045]以上描述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例以及對(duì)所運(yùn)用技術(shù)原理的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本申請(qǐng)中所涉及的發(fā)明范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時(shí)也應(yīng)涵蓋在不脫離所述發(fā)明構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請(qǐng)中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種換熱管，其特征在于，所述換熱管具有扁平形狀的橫截面，并且其外表面上形成有布置在沿?fù)Q熱管軸向的不同位置上的至少兩個(gè)翅片，所述翅片的延伸方向大致垂直于換熱管的軸向。2.如權(quán)利要求1所述的換熱管，其特征在于，所述扁平形狀的橫截面的縱橫比大于或等于3:1。3.如權(quán)利要求1所述的換熱管，其特征在于，所述翅片為圍繞所述換熱管的環(huán)形平板翅片。4.如權(quán)利要求1或2所述的換熱管，其特征在于，所述翅片僅形成在所述換熱管的與所述扁平形狀的橫截面的寬邊對(duì)應(yīng)的側(cè)表面上。5.如權(quán)利要求4所述的換熱管，其特征在于，所述翅片的延伸方向相對(duì)于換熱管的軸向偏轉(zhuǎn)一角度，該角度約為88°?85°。6.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的換熱管，其特征在于，所述換熱管具有形成于內(nèi)部的擾流突起。7.如權(quán)利要求6所述的換熱管，其特征在于，所述擾流突起為沿?fù)Q熱管軸向延伸的擾流關(guān)片O8.一種管板式換熱器，包括: 殼體，具有相對(duì)設(shè)置的第一安裝板和第二安裝板，所述第一和第二安裝板上分別形成有對(duì)應(yīng)設(shè)置的多個(gè)第一安裝通孔和多個(gè)第二安裝通孔;和 多個(gè)換熱管，每一個(gè)換熱管的一端密封連接至所述第一安裝板上的第一安裝通孔，另一端密封連接至所述第二安裝板上的第二安裝通孔，使得所述多個(gè)換熱管在第一和第二安裝板之間呈陣列布置， 其特征在于，所述多個(gè)換熱管中的至少一個(gè)換熱管具有扁平形狀的橫截面，并且其外表面上形成有布置在沿?fù)Q熱管軸向的不同位置上的至少兩個(gè)翅片，所述翅片的延伸方向大致垂直于換熱管的軸向。9.如權(quán)利要求8所述的管板式換熱器，其特征在于，所述至少一個(gè)換熱管的橫截面的縱橫比大于或等于3:1。10.如權(quán)利要求8所述的管板式換熱器，其特征在于，所述翅片為圍繞所述至少一個(gè)換熱管的環(huán)形平板翅片。11.如權(quán)利要求8或9所述的管板式換熱器，其特征在于，所述翅片僅形成在所述至少一個(gè)換熱管的與所述扁平形狀的橫截面的寬邊對(duì)應(yīng)的側(cè)表面上。12.如權(quán)利要求11所述的管板式換熱器，其特征在于，所述翅片的延伸方向相對(duì)于換熱管的軸向偏轉(zhuǎn)一角度，該角度約為88°?85°。13.如權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)所述的管板式換熱器，其特征在于，所述多個(gè)換熱管中的至少一個(gè)具有形成于內(nèi)部的擾流突起。14.如權(quán)利要求13所述的管板式換熱器，其特征在于，所述擾流突起為沿?fù)Q熱管軸向延伸的擾流關(guān)片。15.如權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)所述的管板式換熱器，其特征在于，所述殼體還包括第一通道板和第二通道板，所述第一和第二通道板設(shè)置為彼此相對(duì)且與所述至少一個(gè)換熱管的扁平形狀的橫截面的寬邊平行，并且所述第一通道板和第二通道板分別形成有流體入口和 流體出口。
【文檔編號(hào)】F28F1/42GK205718628SQ201620661035
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月27日
【發(fā)明人】程向鋒, 李建偉
【申請(qǐng)人】洛陽明遠(yuǎn)石化技術(shù)有限公司