螺旋盘管式换热器

                                             螺旋盘管式换热器
                                                霍现霞，冯青秀
                   （石家庄市石换换热环保有限公司，河北石家庄050031）
    螺旋盘管式换热器，是在螺旋板式换热器的基础上，进行了一系列的试验研究后，新研制的一种利用钢管代替钢板的新型结构。它即具有螺旋板式换热器的优点，且克服了螺旋板式换热器的许多不足，具有换热效率更高，可承受较高的工作压力和压差，且重量轻等优点。
    在能源、石油、化工等行业及居民日常生活中都会用到热交换装置，现有热交换装置包括管壳式、套管式、螺旋板式等；换热器按其冷热流体相互间的流动方式来分，包括顺流、逆流、交叉流等方式；按冷热流体各自的流动方式可分为管内直流、波流、旋流,管外绕流、折流、旋流等。其中，冷热流体相互逆流且各自旋流为换热效果较理想的一种方式，螺旋板式换热器就属于此类。“螺旋板换热器”，由冷、热媒进出口与螺旋式卷曲的换热板构成，在其结构中有冷媒、热媒两个螺旋通道，冷热媒间可逆流换热，但螺旋板式换热器存在如下弊病：
    （1）对换热板的强度要求较高，厚度要求是：一般碳钢板为4mm，不锈钢板为3mm，承压能力有限，且两种介质（通道）压差不能太大。
    （2）两通道内存在压差时，压力小的一侧的螺旋板在强度上也需按照压力大的一侧进行设计，这种情况导致压差过大时，存在材料浪费现象。 
    本厂研制的这种设备，是提供一种螺旋盘管式换热器，螺旋盘管内为一介质通道，管外壁与壳体间形成另一螺旋介质通道，要进行热交换的两介质相互逆向、旋流换热。该换热器较之螺旋板换热器在不增加通道长度的前提下，换热面积大大增加，换热效率、能源利用度提高，管壁厚度减小，结构紧凑、体小质轻，承压能力高，且可以承受较大压差。
    本设备以中心管为轴心呈螺旋渐开状的螺旋盘管,螺旋盘管于轴心一端与中心管相连通,管间并排无隙设置成螺旋盘管组，位于螺旋盘管组边缘处的两根外端螺旋盘管，分别于垂直于中心管的外侧壁处，与筒体相应处的内壁间无隙固定联接；螺旋盘管组的外壁与筒体内壁间为一螺旋渐开状管外通道；由螺旋盘管组与中心管组成螺旋渐开状管内通道；管内通道与管外通道其中之一接于一次介质的进、出口，相应地另一通道接于二次介质的进、出口。本设备的工作过程：进行换热的两种温度不同的介质分别于入口处通入，并于各自的旋流通道中进行逆流热交换，并经介质出口流出。管内宜通高温、高压流体，相应地管外宜通低压、低温的流体。该换热装置可用于气—气、液—液、气—液间的热交换。
    本设备的结构特点是：
    （1）管内通道与管外通道均为螺旋渐开状流体通道,可实现一次介质与二次介质均可逆向、旋流前进,进行热交换。该换热装置较之螺旋板换热器在不增加管道长度的前提下,因换热面积大大增加,且因为管壁较薄,故换热效率高、耗材少、结构紧凑、体小质轻,承压能力高。
    （2）适用于两通道压差大的情况，由于螺旋盘管承压能力高，所以管内通高压介质，管外通低压介质。
    （3）本设备把螺旋板内的定距柱改为定距片，节省了材料且传热效果更好。
    本设备与现有技术相比其所取得的技术进步在于：两介质于各自的螺旋状通道内逆流行进实现换热，较之螺旋板换热器在不增加通道长度的前提下，换热面积大大增加，换热效率、能源利用度提高,管壁厚度减小，结构紧凑、体小质轻，承压能力高。设备附图。 
                       
                      A·口为一次介质进口   B·口为一次介质出口
                      C·口为二次介质出口   D·口为二次介质进口
                 1·外圈板  2·换热盘管  3·定距圆钢  4·中心隔板