本實(shí)用新型涉及換熱器領(lǐng)域，特別涉及一種T形翅片表面U形管式換熱器，適用于管外有相變沸騰傳熱的場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
管殼式換熱器目前廣泛應(yīng)用于化工、煉油、動(dòng)力、食品、輕工及其他許多工業(yè)部門，此類換熱器管束通常采用的是無強(qiáng)化傳熱效果的普通光滑管，致使其具有傳熱效率低、動(dòng)力及材料消耗多的缺點(diǎn)。隨著對(duì)傳熱過程這一客觀規(guī)律認(rèn)識(shí)的深化以及加工制造技術(shù)的進(jìn)步，人們已能研制開發(fā)出各種各樣的強(qiáng)化傳熱元件，并在工程實(shí)踐中取代傳統(tǒng)的光滑管從而取得省材節(jié)能的雙重效果。
目前的換熱器中，由于結(jié)構(gòu)的原因，傳熱系數(shù)不高，換熱效果不佳，能耗低。急需研發(fā)一種新型的換熱效果好的換熱器。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種傳熱系數(shù)高，換熱效果突出的換熱器。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種T形翅片管式換熱器，所述換熱器包括帶有換熱管的筒體，所述換熱管呈U型結(jié)構(gòu)，其特征在于：管箱位于所述筒體一側(cè)，與所述筒體通過法蘭連接；所述管箱上端開有熱流體進(jìn)口，管箱下端設(shè)置熱流體出口；所述筒體下部設(shè)置冷流體進(jìn)口、所述筒體上部兩端設(shè)置兩個(gè)冷流體出口；
所述換熱管固定于筒體上，表面為T形翅片結(jié)構(gòu)；換熱管外表面設(shè)置有規(guī)則的T形小槽穴，槽在換熱管表面呈螺旋狀分布，所述槽穴的上方開口窄，下方為圓形凹槽；其U形管彎段由端部支撐板支撐，所述換熱管中部由中間支撐板支撐，且在所述換熱管U型結(jié)構(gòu)內(nèi)與所述中間支撐板平行方向設(shè)置有兩個(gè)以上折流板；換熱管U形管彎管段*小彎曲半徑Rmin不小于換熱管外徑的2倍，U形換熱管的兩個(gè)端部，固定在管板上。
T形翅片管以普通光滑換熱管為基管，采用無切削的滾扎工藝軋制而成。T形翅片管是靠坯管表層金屬的塑形變形而形成翅片，其形狀類似英文T字而得名。T形翅片管加工過程控制參數(shù)是螺距和翅片之間的開口度，目前常用的螺距為1～3mm，開口度為0.2～0.4mm之間，翅高在0.9～1.2mm之間，*后采用彎管機(jī)將其制成U形管。
其中，T形翅片表面U形換熱管的外徑為10mm～57mm，換熱管T形翅片表面翅片高度h為0.9～1.2mm，平均開口度b為0.2～0.4mm，隧道寬度2a為0.5～0.7mm。
其中，所述的T形翅片表面U形換熱管為由兩個(gè)以上T形翅片表面U形換熱管組成的U形管束。
其中，所述換熱管表面T形翅片的螺距為0.5～10mm，開口度為0.1～1mm之間，翅高在0.5～3mm之間。
進(jìn)一步地，所述換熱管表面T形翅片的螺距為1～3mm，開口度為0.2～0.4mm之間，翅高在0.9～1.2mm之間。
其中，當(dāng)所述換熱器水平放置時(shí)，所述筒體下部設(shè)有支座。
其中，所述熱流體出口設(shè)在與所述熱流體進(jìn)口相對(duì)稱的位置。
其中，所述冷流體進(jìn)口設(shè)置在筒體下部的正中位置。
其中，所述換熱管上與管板連接的兩個(gè)端部為光滑表面。
進(jìn)一步地，所述光滑表面的長度L≤300mm。
本實(shí)用新型的有益效果是：
1、在T形通道內(nèi)進(jìn)行高效的液膜蒸發(fā)和大量出入通道的液體內(nèi)循環(huán)，是T形翅片管強(qiáng)化沸騰傳熱機(jī)理所在。鋼制T形翅片管對(duì)工業(yè)酒精沸騰傳熱系數(shù)可提高到光滑管的2～5倍，對(duì)輕質(zhì)油品可提高到2倍以上。
2、換熱管制成U形，與同長度的直管相比，可延長流體在管內(nèi)的流動(dòng)時(shí)間，達(dá)到充分換熱效果。
3、換熱器殼體設(shè)置一個(gè)流體進(jìn)口，兩個(gè)流體出口，使換熱更充分，同時(shí)壓降更小。
采用T形翅片表面的U形換熱管束的管殼式換熱器對(duì)工業(yè)酒精和輕質(zhì)油品的沸騰傳熱系數(shù)可提高到普通“光管”列管式換熱器的數(shù)倍，能有效提高換熱效果，減少能耗，將會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
附圖說明
圖1是U形管式換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是T形翅片表面U形換熱管6的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是T形翅片表面U形換熱管6的T形翅片表面局部放大圖。
圖4是T形翅片管T形通道結(jié)構(gòu)尺寸示意圖。
其中，1-隔板，2-管箱，3-法蘭，4-管板，5-筒體，6-換熱管，7-折流板，8-端部支撐板，9-封頭，10-中間支撐板，11-支座，12-熱流體進(jìn)口，13-熱流體出口，14-冷流體進(jìn)口，15-冷流體出口，16-基管，17-T形翅片，Ⅰ-帶有T形翅片表面部分示意圖，Rmin-換熱管的*小彎曲半徑，L-端部光滑表面的長度。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
一種T形翅片管式換熱器(見圖1)，換熱器包括帶有換熱管的筒體5，管箱2位于筒體5一側(cè)，與筒體5通過法蘭3連接；管箱2上端開有熱流體進(jìn)口12，管箱2下端設(shè)置熱流體出口13；筒體5下部設(shè)置冷流體進(jìn)口14、筒體5上部兩端設(shè)置兩個(gè)冷流體出口；熱流體出口13設(shè)在與所述熱流體進(jìn)口12相對(duì)稱的位置。
冷流體進(jìn)口14設(shè)置在筒體5下部的正中位置。當(dāng)所述換熱器水平放置時(shí)，筒體5下部設(shè)有兩個(gè)支座11。
換熱管上與管板4連接的兩個(gè)端部為光滑表面。所述光滑表面的長度L≤300mm。該長度根據(jù)換熱管的長度來調(diào)節(jié)的。
換熱管6呈U型，固定于筒體5上，換熱管6的表面為T形翅片結(jié)構(gòu)；換熱管6外表面設(shè)置有規(guī)則的T形小槽穴，槽在換熱管表面呈螺旋狀分布，槽穴的上方開口窄，下方為圓形凹槽；其U形管彎段由端部支撐板8支撐，換熱管6中部由中間支撐板10支撐，且在所述換熱管6的U型結(jié)構(gòu)內(nèi)與所述中間支撐板10平行方向設(shè)置有兩個(gè)以上折流板7，折流板等距離設(shè)置；換熱管6U形管彎管段*小彎曲半徑Rmin不小于換熱管外徑的2倍，換熱管6的兩個(gè)端部，固定在管板4上。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，換熱管6的外徑為10mm～57mm，換熱管T形翅片表面翅片高度h為0.9～1.2mm，平均開口度b為0.2～0.4mm，隧道寬度2a為0.5～0.7mm。
T形翅片表面U形換熱管6為由兩個(gè)以上T形翅片表面U形換熱管組成的U形管束。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述換熱管表面T形翅片的螺距為0.5～10mm，開口度為0.1～1mm之間，翅高在0.5～3mm之間。
更優(yōu)選的是，所述換熱管表面T形翅片的螺距為1～3mm，開口度為0.2～0.4mm之間，翅高在0.9～1.2mm之間。
新型T形翅片表面U形換熱管的設(shè)計(jì)、選材、制造過程與傳統(tǒng)U形管換熱器一致，其主要尺寸為換熱管19mm×2.0mm和25mm×2.5mm，直管段管長6000mm。主要特點(diǎn)是換熱管表面采用T形翅片管，T形翅片管結(jié)構(gòu)見表1。
表1 T形翅片管尺寸表 單位：mm
注：#為T形翅片管光端部分的長度
某石化催化裂化裝置，制造的新型T形表面U型管式換熱器換熱管19mm×2mm，直管段管長4500mm，共336根U形管，換熱管總重量4079.04kg，與原普通型換熱器進(jìn)行了運(yùn)行參數(shù)測(cè)試與對(duì)比測(cè)試情況見表2。
表2兩種換熱器的運(yùn)行參數(shù)情況比較(平均值)
從表中可看出，新型T形翅片表面U形管式換熱器比普通換熱器相比：
1)換熱面積減少24.98％。新型T形翅片管式換熱器體積小；
2)設(shè)備總傳熱系數(shù)平均提高61.28％。新型T形翅片管式換熱器強(qiáng)化換熱效果顯著；
3)設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷提高18.76％，新型T形翅片管式換熱器效率高。
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