螺旋盤管式換熱器

                                             螺旋盤管式換熱器
                                                霍現(xiàn)霞，馮青秀
                   （石家莊市石換換熱環(huán)保有限公司，河北石家莊050031）
    螺旋盤管式換熱器，是在螺旋板式換熱器的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)研究后，新研制的一種利用鋼管代替鋼板的新型結(jié)構(gòu)。它即具有螺旋板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)，且克服了螺旋板式換熱器的許多不足，具有換熱效率更高，可承受較高的工作壓力和壓差，且重量輕等優(yōu)點(diǎn)。
    在能源、石油、化工等行業(yè)及居民日常生活中都會(huì)用到熱交換裝置，現(xiàn)有熱交換裝置包括管殼式、套管式、螺旋板式等；換熱器按其冷熱流體相互間的流動(dòng)方式來(lái)分，包括順流、逆流、交叉流等方式；按冷熱流體各自的流動(dòng)方式可分為管內(nèi)直流、波流、旋流,管外繞流、折流、旋流等。其中，冷熱流體相互逆流且各自旋流為換熱效果較理想的一種方式，螺旋板式換熱器就屬于此類。“螺旋板換熱器”，由冷、熱媒進(jìn)出口與螺旋式卷曲的換熱板構(gòu)成，在其結(jié)構(gòu)中有冷媒、熱媒兩個(gè)螺旋通道，冷熱媒間可逆流換熱，但螺旋板式換熱器存在如下弊?。?br />     （1）對(duì)換熱板的強(qiáng)度要求較高，厚度要求是：一般碳鋼板為4mm，不銹鋼板為3mm，承壓能力有限，且兩種介質(zhì)（通道）壓差不能太大。
    （2）兩通道內(nèi)存在壓差時(shí)，壓力小的一側(cè)的螺旋板在強(qiáng)度上也需按照壓力大的一側(cè)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種情況導(dǎo)致壓差過(guò)大時(shí)，存在材料浪費(fèi)現(xiàn)象。 
    本廠研制的這種設(shè)備，是提供一種螺旋盤管式換熱器，螺旋盤管內(nèi)為一介質(zhì)通道，管外壁與殼體間形成另一螺旋介質(zhì)通道，要進(jìn)行熱交換的兩介質(zhì)相互逆向、旋流換熱。該換熱器較之螺旋板換熱器在不增加通道長(zhǎng)度的前提下，換熱面積大大增加，換熱效率、能源利用度提高，管壁厚度減小，結(jié)構(gòu)緊湊、體小質(zhì)輕，承壓能力高，且可以承受較大壓差。
    本設(shè)備以中心管為軸心呈螺旋漸開狀的螺旋盤管,螺旋盤管于軸心一端與中心管相連通,管間并排無(wú)隙設(shè)置成螺旋盤管組，位于螺旋盤管組邊緣處的兩根外端螺旋盤管，分別于垂直于中心管的外側(cè)壁處，與筒體相應(yīng)處的內(nèi)壁間無(wú)隙固定聯(lián)接；螺旋盤管組的外壁與筒體內(nèi)壁間為一螺旋漸開狀管外通道；由螺旋盤管組與中心管組成螺旋漸開狀管內(nèi)通道；管內(nèi)通道與管外通道其中之一接于一次介質(zhì)的進(jìn)、出口，相應(yīng)地另一通道接于二次介質(zhì)的進(jìn)、出口。本設(shè)備的工作過(guò)程：進(jìn)行換熱的兩種溫度不同的介質(zhì)分別于入口處通入，并于各自的旋流通道中進(jìn)行逆流熱交換，并經(jīng)介質(zhì)出口流出。管內(nèi)宜通高溫、高壓流體，相應(yīng)地管外宜通低壓、低溫的流體。該換熱裝置可用于氣—氣、液—液、氣—液間的熱交換。
    本設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：
    （1）管內(nèi)通道與管外通道均為螺旋漸開狀流體通道,可實(shí)現(xiàn)一次介質(zhì)與二次介質(zhì)均可逆向、旋流前進(jìn),進(jìn)行熱交換。該換熱裝置較之螺旋板換熱器在不增加管道長(zhǎng)度的前提下,因換熱面積大大增加,且因?yàn)楣鼙谳^薄,故換熱效率高、耗材少、結(jié)構(gòu)緊湊、體小質(zhì)輕,承壓能力高。
    （2）適用于兩通道壓差大的情況，由于螺旋盤管承壓能力高，所以管內(nèi)通高壓介質(zhì)，管外通低壓介質(zhì)。
    （3）本設(shè)備把螺旋板內(nèi)的定距柱改為定距片，節(jié)省了材料且傳熱效果更好。
    本設(shè)備與現(xiàn)有技術(shù)相比其所取得的技術(shù)進(jìn)步在于：兩介質(zhì)于各自的螺旋狀通道內(nèi)逆流行進(jìn)實(shí)現(xiàn)換熱，較之螺旋板換熱器在不增加通道長(zhǎng)度的前提下，換熱面積大大增加，換熱效率、能源利用度提高,管壁厚度減小，結(jié)構(gòu)緊湊、體小質(zhì)輕，承壓能力高。設(shè)備附圖。 
                       
                      A·口為一次介質(zhì)進(jìn)口   B·口為一次介質(zhì)出口
                      C·口為二次介質(zhì)出口   D·口為二次介質(zhì)進(jìn)口
                 1·外圈板  2·換熱盤管  3·定距圓鋼  4·中心隔板