椭圆螺旋管束换热器的设计与制造

    1 前 言

    椭圆螺旋管束换热器[2]是管壳式换热器中的一种,它的主要结构形式是外壳由两侧封头和中间筒体组成,内部由椭圆螺旋换热管组成管束，椭圆螺旋换热管管束的表面构成换热器的传热面。椭圆螺旋换热管管束两端固定在螺旋形流量分配管、流量汇流管上，流量分配管、流量汇流管与壳体连接在一起。壳体的两端设有管箱，在管箱和壳体上设有流体的进出口。一种介质从一侧管箱流入筒体内，经过椭圆螺旋换热管管束表面换热后从另一侧管箱流出，称为壳程；另一种介质从筒体上的两个接管沿与筒体相切的角度流入两个流量分配管，经流量分配管进入椭圆螺旋换热管管束内，从另一侧流量汇流管汇流，经与筒体相切的角度上的一组接管流出，称为管程。

    两种介质在壳程和管程内呈相对逆相流动。在壳程内椭圆螺旋换热管管束布置成两个主介质螺旋流动通道，叫主涡流腔；两个辅介质螺旋流动通道，叫辅涡流腔；其余椭圆螺旋换热管管束成螺旋形状均匀分布，介质也在椭圆螺旋换热管管束间隙中均匀分布。壳程介质首先从接管进入管箱，在管箱封头部分经固定螺旋折流板后均匀旋转流动，经过流量回流管进入椭圆螺旋换热管管束间。在主涡流腔，介质旋转向上流动，产生向心力和离心力，引导辅涡流腔内的介质旋转向上流动，带动整个壳程内的介质旋转向上流动。在旋转介质流动中心压力较低，使整个旋转介质受到向心力的作用；同时介质在旋转过程中又受到离心力作用。在向心力和离心力平衡的范围内，旋转介质形成涡流，涡流收束于核心区并向介质出口方向，在出口管箱封头设旋转螺旋片，介质动压减小，静压增大，减小介质压力降。

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