一种振动可控浮动盘管换热装置的制作方法

1.本实用新型涉及换热技术相关领域，具体地说，是涉及一种振动可控浮动盘管换热装置。


背景技术：

2.换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间，实现物料之间热量传递的节能设备，可使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工业生产的需要或环境条件的要求，同时换热器也是提高能源利用率的主要设备之一。
3.管壳式换热器在工作时，其内部刚性传热元件在流体的冲击下开始振动，这会造成传热元件的疲劳破坏，减少换热器的使用寿命。传统弹性元件换热器利用弹性传热元件替代刚性元件，通过流体诱导弹性传热元件振动，实现强化传热。然而，传统弹性元件换热器存在各排元件振动不均匀的问题。这样，部分弹性元件易发生疲劳破坏，部分弹性元件换热效果较差，影响换热器的整体使用寿命和换热效率。基于上述换热装置存在的问题，亟需设计一种能够对传热元件的振动进行合理诱发和适当控制的换热装置。


技术实现要素：

4.本实用新型为克服上述现有技术的不足，提供一种振动可控浮动盘管换热装置。
5.本实用新型是通过以下技术方案实现：
6.一种振动可控浮动盘管换热装置，包括浮动盘管、壳程出/入口管、管程出/入口管、脉动流管、左/右封头、法兰、筒体、管板、垫片、绕流体。浮动盘管两端分别固定在管程出/口管上，后者固定在封头上；脉动流管固定在管板上；筒体固定连接在左右封头之间，且筒体、左封头和管板之间设有垫片。
7.作为本实用新型的优选技术方案：所述浮动盘管由多组盘管等间距阵列组成，盘管由四根铜制弯管和三个钢制质量块组成，固定在管程出/入口管上。
8.作为本实用新型的优选技术方案：所述管板具有上下开口，管板上开口用于左封头中壳程流体流入脉动流管，同时，管程入口管穿过管板下开口，使得管程流体流入浮动盘管。
9.作为本实用新型的优选技术方案：所述脉动流管由横管和分支弯管组成，横管固定在管板上，分支弯管均匀分布在横管上，其出水口与浮动盘管的钢制质量块对应，流体通过扰流体后形成脉动流，激发各组浮动盘管以近似相同的强度和频率振动。
10.现场使用时，安装振动可控浮动盘管换热装置前，要进行压力试验和气密性试验。热介质在管程出/入口管、浮动盘管内流动，这条路径称为管程；冷介质在壳程出/入口管、盘管与筒体之间的空隙内流动，这条路径称为壳程。振动可控浮动盘管换热装置采用横放的安装方式，使各盘管出入口压降趋于一致，利于各组盘管振动效果均匀一致。工作时，管程热介质由管程入口管流入浮动盘管，后通过管程出口管流出；壳程冷介质由左侧壳程入
口管流入左封头，通过管板上开口进入脉动流管，形成脉动流后充满壳体，经右侧壳程出口管流出。冷热介质的交叉流动，有利于达到更好的换热效果。
11.与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型所采用的铜制盘管，在壳、管程流体诱导下产生振动，加强了对周围流体的扰动，冷热流体的混合强烈，使得流体间的对流热阻得到有效降低，传热效果得到强化；壳程流体通过分支弯管，在内部绕流体作用下，在管口形成频率和强度基本一致的脉动流，利用其冲击浮动盘管的钢制质量块，激发各组盘管以近似相同的强度和频率振动，实现振动的一致性。与此同时，脉动流诱导下的盘管振动会导致盘管表面无法形成稳定的附面层，从而大幅度地降低了附面层的导热热阻，进一步增强了换热器的总体传热性能；通过改变绕流体的结构尺寸，可以对浮动盘管的振动进行适当的调节和控制，最终实现对浮动盘管振动的可控性。
附图说明
12.图1为本实用新型的结构示意图。
13.图2为本实用新型的内部结构图。
14.图3为本实用新型内部绕流体的剖视图。
15.图4为图1中的a-a剖视图。
16.图中：1、壳程入口管；2、左封头；3、垫片；4、浮动盘管；5、脉动流管；6、管程出口管；7、法兰；8、壳程出口管；9、右封头；10、筒体；11、管板；12、管程入口管；13、绕流体。
具体实施方式
17.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
18.请参阅图1、图2、图3和图4，图1为本实用新型的结构示意图，图2为本实用新型的内部结构图，图3为本实用新型内部绕流体的剖视图，图4为图1中的a-a剖视图。
19.所述一种振动可控浮动盘管换热装置，包括壳程入口管1、左封头2、垫片3、浮动盘管4、脉动流管5、管程出口管6、法兰7、壳程出口管8、右封头9、筒体10、管板11、管程入口管12、绕流体13，浮动盘管4两端固定连接在管程出口管6和管程入口管12上，后者分别固定在右封头9和左封头2上；脉动流管5固定在管板11上；筒体10固定连接在左封头2和右封头9之间；管板11在左封头2和筒体10之间设有垫片3，垫片有利于保证换热装置的密封性。
20.所述浮动盘管4由多组盘管等间距阵列组成，每组盘管由四根铜制弯管和三个钢制质量块组成。铜制盘管不易发生疲劳破坏，降低噪声危害的同时还能利用振动变形清除传热表面积垢，延长换热器的整体使用寿命。
21.所述管板11具有上下两开口，管板上开口用于左封头中壳程流体流入脉动流管，同时，管程入口管穿过管板下开口，使得管程流体流入浮动盘管，如此布置以实现换热器的小型化、紧凑化。
22.所述脉动流管5由横管和分支弯管组成，横管固定在管板11上，分支弯管均匀分布在横管上，其出水口与浮动盘管4的钢制质量块对应，流体流经扰流体13后形成脉动流，激发各组浮动盘管以近似相同的强度和频率振动，在强化传热的同时实现振动的一致性。通
过改变绕流体13的结构尺寸，可对浮动盘管4的振动进行适当的调节和控制，实现对浮动盘管4振动的可控性。
23.现场使用时，安装振动可控浮动盘管换热装置前，要进行压力试验和气密性试验。热介质在管程入口管、浮动盘管和管程出口管内流动，这条路径称为管程；冷介质在壳程入口管、出口管、盘管与筒体之间的空隙内流动，这条路径称为壳程。振动可控浮动盘管换热装置采用横放的安装方式，使各盘管出入口压降趋于一致，利于各组盘管振动效果均匀一致。工作时，管程热介质由管程入口流入，流经浮动盘管后，通过管程出口流出；壳程冷介质由左侧壳程入口流入，通过管板上开口进入脉动流管，形成脉动流后充满壳体，然后从右侧壳程出口流出。壳程介质与管程介质的交叉流动，有利于达到更好的换热效果。
24.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种振动可控浮动盘管换热装置，其特征在于：包括壳程入口管(1)、左封头(2)、垫片(3)、浮动盘管(4)、脉动流管(5)、管程出口管(6)、法兰(7)、壳程出口管(8)、右封头(9)、筒体(10)、管板(11)、管程入口管(12)、绕流体(13)，浮动盘管(4)两端固定连接在管程出口管(6)和管程入口管(12)上，后者分别固定在右封头(9)和左封头(2)上；脉动流管(5)固定在管板(11)上；筒体(10)固定连接在左封头(2)和右封头(9)之间；管板(11)在左封头(2)和筒体(10)之间设有垫片(3)，用于增加装置的密封性。2.根据权利要求1所述的一种振动可控浮动盘管换热装置，其特征在于：所述浮动盘管(4)由多组盘管等间距阵列组成，每组盘管由四根铜制弯管和三个钢制质量块组成，两端固定在管程出口管(6)和入口管(12)上。3.根据权利要求1所述的一种振动可控浮动盘管换热装置，其特征在于：所述管板(11)具有上下两开口，管板上开口用于左封头(2)中壳程流体流入脉动流管，同时，管程入口管(12)穿过管板下开口，使得管程流体流入浮动盘管(4)。4.根据权利要求1所述的一种振动可控浮动盘管换热装置，其特征在于：所述脉动流管(5)由横管和分支弯管组成，横管固定在管板(11)上，分支弯管均匀分布在横管上，其出水口与浮动盘管的钢制质量块对应，流体通过绕流体(13)后形成脉动流，激发各组浮动盘管以近似相同的强度和频率振动。

技术总结
本实用新型涉及一种振动可控浮动盘管换热装置，包括包括浮动盘管、壳程出/入口管、管程出/入口管、脉动流管、左/右封头、法兰、筒体、管板、垫片、绕流体。浮动盘管由多组盘管等间距阵列而成，每组盘管由四根铜制弯管和三个钢制质量块组成，且两端分别固定在管程出/口管上；脉动流管由横管和分支弯管组成，固定在管板上；筒体固定连接在左右封头之间，且筒体、左封头和管板之间设有垫片，用于保证换热装置的密封性。该换热装置利用振动强化传热原理，浮动盘管采用铜制材料，不易发生疲劳破坏，降低噪声危害的同时还能利用振动变形清除传热表面积垢，延长换热器的使用寿命；壳程流体流经分支弯管内部绕流体后形成脉动流，激发各组浮动盘管以近似相同的强度和频率振动，在强化传热的同时实现振动的一致性。通过改变绕流体的结构尺寸，可对浮动盘管的振动进行适当的调节和控制，最终实现对浮动盘管振动的可控性。最终实现对浮动盘管振动的可控性。最终实现对浮动盘管振动的可控性。


技术研发人员：邓旭 季家东 高润淼 张经纬
受保护的技术使用者：安徽理工大学
技术研发日：2021.11.12
技术公布日：2022/3/19