201110311193-一种带真空绝热的单股流低温螺旋缠绕管式换热器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局 *CN102564167A* (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 102564167 A (43)申请公布 日 2012.07.11 (21)申请号 201110311193.9 (22)申请 日 2011.10.14 (71)申请人 张周卫 地址 730070 甘肃省兰州市安宁区安宁西路 88 号兰州交通大学环境工程学院建环 系 (72)发明人 汪雅红 张周卫 张小卫 庞凤皎 李炎 刘智勇 杨惠君 (51) Int.C l. F28D 7/02 (2006.01) 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 1 页 权利要求书2 页 说明书4 页 附图1 页 (54) 发明名称 一种带真空绝热的单股流低温螺旋缠绕管式 换热器 (57) 摘要 一种带真空绝热的单股流低温螺旋缠绕管式 换热器，主要由螺旋缠绕管束与真空壳体组成，应 用一种新的螺旋管束理论缠绕方程，建立数学模 型并将其并应用于流场数值模拟过程，以此获得 管束缠绕理论计算方法并设计制造螺旋缠绕管式 换热器 ；其应用真空绝热技术，采用上下封头、筒 体各自独立的真空结构，改变了传统真空结构与 列管管束结合困难，制造、安装、拆卸、检修不方 便等缺点；该发明可应用于-161℃天然气低温液 化、-197℃空气低温液化分离、-197℃低温液氮 洗、-70℃低温甲醇洗等气体净化、液化分离技术 领域，可提高低温换热效率，具有结构紧凑，单位 容积传热面积大，热膨胀可自行补偿，容易实现大 型化，可减少换热设备台数等优点。 A 7 6 1 4 6 5 2 0 1 N C CN 102564167 A 权 利 要 求 书 1/2 页 1. 一种带真空绝热的单股流低温螺旋缠绕管式换热器，包括下管箱1、真空接管2、下 管板3、法兰4、真空接管5、外压壳体6、内压壳体7、中芯筒8、螺旋盘管9、接管10、上外压封 头11、上管板12、上管箱13、真空接管 14、上外压封头15、法兰16、螺旋盘管上支撑环17、 耳座18、支撑环19、绝热圈20、珠光砂21、螺旋盘管下支撑环22、接管23、下内压封头24、下 外压封头25、裙座26，其特征在于：螺旋盘管9 绕中芯筒8 层层缠绕，缠绕后的管芯通过下 支撑环22 与上支撑环17 安装于内压壳体7 内，上出口连接管板12，下出口连接管板3 ；内 压壳体7 与外压壳体6 之间为真空夹层，顶部为进口接管10，底部为出口接管23，夹层内填 充珠光砂21，安装支撑环19、绝热圈20，外压壳体6 中间安装耳座18，底部安装真空接管5， 外压壳体表面安装真空接管5 ；上外压封头11 与上内压封头15 之间为真空夹层，顶部安装 管箱13，上管箱13 下部为管板12，外压封头11表面安装真空接管14 ；下外压封头25 与下 内压封头24 之间为真空夹层，夹层内有支撑环19、绝热圈20，底部安装下管箱1，管箱1 上 部为管板3 ；外压封头25 表面安装真空接管2，正下方安装裙座26 ；上封头11 与筒体6 通 过法兰16 连接，下封头25 与筒体6 通过法兰4 连接。 2. 根据权利要求1 所述的一种带真空绝热的单股流低温螺旋缠绕管式换热器，其特征 在于：第一层缠绕管内共有t ＝m 根管道，第一层内第一根螺旋盘管9 一端固定于管板3， 1 穿过支撑环22，沿周长为l ＝2πr 中芯筒8基圆以固定起始角β ＝-α固定上升螺旋角