專(zhuān)利名稱：螺旋環(huán)管釘頭管熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于螺旋環(huán)管釘頭管熱交換器，屬于機(jī)械裝備工程中熱交換專(zhuān)用設(shè)備的高 效換熱節(jié)能設(shè)備。具體可用于石油煉制與化工、煤化工、化肥、空調(diào)、空冷、電力設(shè)施裝備 等等的熱交換要求上，包括給介質(zhì)加熱或冷卻等應(yīng)用方式。
2背景技術(shù)：
釘頭管加熱爐和釘頭管空冷器是應(yīng)用廣泛的熱交換器，其制造工藝成熟，安全性高，加 熱爐操作相對(duì)復(fù)雜，在換熱設(shè)備中是關(guān)鍵的節(jié)能設(shè)備。長(zhǎng)期以來(lái)，人們利用直的釘頭管強(qiáng)化 換熱取得了很好的效果，但是螺旋環(huán)管釘頭管在換熱設(shè)備中的應(yīng)用基本還是一片空白。
(1) 傳統(tǒng)螺旋釘頭管熱交換器的結(jié)構(gòu)功能 目前，國(guó)內(nèi)石油化工等裝置熱交換用釘頭管 都是直管，數(shù)量不等的多根釘頭管排在一起，端部通過(guò)180°彎頭焊接連通，組成一組蛇形 的盤(pán)管作為工業(yè)熱交換器的主要部件。蛇形的盤(pán)管沿軸向由若干塊管板支持，兩側(cè)由耐磨隔 熱墻圍起，兩斷由彎頭箱蓋住，形成一個(gè)長(zhǎng)方體形的模塊，多個(gè)模塊上下疊在一起就構(gòu)成一 個(gè)熱交換器的對(duì)流段。
介質(zhì)在管內(nèi)前后左右來(lái)[HJ流動(dòng)，煙氣或空氣在爐管之間從下往上流過(guò)，管內(nèi)介質(zhì)與管外 煙氣或空氣通過(guò)管壁發(fā)生熱交換。如果管內(nèi)是冷介質(zhì)，管外是強(qiáng)制對(duì)流的煙氣，則組成一個(gè) 加熱爐，釘頭起強(qiáng)化換熱作用。如果管內(nèi)是熱介質(zhì)，管外是強(qiáng)制對(duì)流的空氣，則組成冷卻器 而不是加熱爐，但釘頭仍起強(qiáng)化換熱作用。
(2) 傳統(tǒng)螺旋釘頭管熱交換器存在的問(wèn)題
由于釘頭管端部通過(guò)180°彎頭焊接連通， 一組盤(pán)管的焊縫就特別多，而焊縫是設(shè)備的 薄弱環(huán)節(jié)。
由于釘頭管是直管，盤(pán)管構(gòu)成的加熱爐就是長(zhǎng)方體形的，爐管受熱膨脹時(shí)只能沿長(zhǎng)度方
向延伸，相連兩爐管的熱膨脹差所引起的熱應(yīng)力主要由兩端的彎頭變形來(lái)緩和。
由于長(zhǎng)方體形的箱形結(jié)構(gòu)，爐體內(nèi)的氣體流動(dòng)存在相對(duì)靜止的死角區(qū)，有明顯的空間結(jié)
構(gòu)損耗。也由于釘頭管兩端的彎頭支持在端管板的外端，不直接與爐內(nèi)的煙氣熱交換，換熱
管有明顯的空間結(jié)構(gòu)損耗。
流體在管內(nèi)流動(dòng)經(jīng)過(guò)兩端的彎頭時(shí)需180°逆轉(zhuǎn)，有明顯的動(dòng)能損耗。
由此可見(jiàn)，結(jié)合存在問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，延長(zhǎng)釘頭管及其設(shè)備的壽命以提高經(jīng)濟(jì)效益，具有很強(qiáng)的工程意義。
3、 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是關(guān)于一種螺旋環(huán)管釘頭管熱交換器，目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足。換 熱管由基管和釘頭組合而成，在表面光滑但管軸中心線成螺旋形、圓環(huán)形或彎曲管形的鋼管 表面通過(guò)各種焊接方法組合上釘頭管件，釘頭在基管表面可以有規(guī)則的排列或無(wú)規(guī)則的排列。
具體說(shuō)由基管和釘頭組合而成的環(huán)管釘頭管(1)兩者的金屬材料包括相同的，也包括 不相同的；(2)環(huán)管釘頭管管軸中心線是螺旋形、圓環(huán)形的彎曲管形；(3)釘頭在基管表面 包括有規(guī)則的排列或無(wú)規(guī)則的排列；(4)釘頭的橫截面包括是圓的，也包括是橢圓的、棱形 的或其他形狀；(5)環(huán)管釘頭管的基管和釘頭兩者之間的連接包括手工電弧焊的方式、氣體 保護(hù)焊的方式、電阻焊的方式，也包括填料釬焊的方式。
與傳統(tǒng)的直的釘頭管相比，螺旋環(huán)管釘頭管的有益效果是(1)可去掉180°彎頭及其 帶來(lái)的組對(duì)焊縫；(2)用來(lái)構(gòu)造加熱爐則爐體可以是圓筒形結(jié)構(gòu)，與方體爐相比其占地面積， 抗風(fēng)載能力強(qiáng)；(3)整段螺旋環(huán)管釘頭管均可置于圓筒爐墻內(nèi)而提高了結(jié)構(gòu)有效利用率；(4) 螺旋圓等彎管自身的結(jié)構(gòu)柔性可改善熱膨脹應(yīng)力的受力狀況；(4)管內(nèi)流體順暢流動(dòng)而損耗 較少的動(dòng)能，并且更耐磨損和防沖蝕，從而延長(zhǎng)螺旋環(huán)管釘頭管及其設(shè)備產(chǎn)品的壽命。
直的釘頭管已在各種煉油、化工、化肥、空冷等熱交換器中廣泛長(zhǎng)久地應(yīng)用，并且產(chǎn)生 了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。近幾年來(lái)，隨著原油劣質(zhì)化及能源危機(jī)，國(guó)家加強(qiáng)對(duì)節(jié)能減排的管理， 企業(yè)在挖潛增效中對(duì)高效換熱新技術(shù)及其應(yīng)用非常重視，這為該項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)的應(yīng)用提供了很 好的條件。


圖1是U形管箱式爐，是石油煉制及其他化工裝置中常見(jiàn)的爐型(在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH/T 3036 —2003《一般煉油裝置用火焰加熱爐》中圖1典型的加熱爐爐型示意圖中排在第一位)，圖中 的序號(hào)1標(biāo)記即指該爐的爐管中有一段采用了圖4所示的彎管形式；
圖2是螺旋管圓筒爐，也是石油煉制及其他化工裝置中常見(jiàn)的爐型(在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH/T 3036—2003《一般煉油裝置用火焰加熱爐》中圖1典型的加熱爐爐型示意圖中排在第二位)， 圖中的序號(hào)1標(biāo)記即指該爐的盤(pán)旋爐管采用了彎管形式；
圖3是一段釘頭管的端部視圖4是一段彎管釘頭管結(jié)構(gòu),是本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)的體現(xiàn)之一種。
具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一歩的說(shuō)明，但是本實(shí)用新型的實(shí)施方式不 限于此。
實(shí)施例1
把一條直的鋼管在專(zhuān)用工裝設(shè)備上巻制成盤(pán)管作為基管，巻制過(guò)程要控制巻制彎曲后的 盤(pán)管其橫截面的橢圓度不大于10%，巻制后按設(shè)計(jì)要求對(duì)盤(pán)管進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，如有氣孔、砂 眼或其他泄漏的缺陷，應(yīng)修補(bǔ)合格。利用焊接方法把釘頭焊到基管表面，形成組合一體的螺 旋環(huán)管釘頭管結(jié)構(gòu)。把螺旋環(huán)管釘頭管裝到熱交換器(加熱爐、空冷器或)，即構(gòu)建成新型高 效的熱交換設(shè)備。
實(shí)施例2
把一根直的釘頭管直接通過(guò)火焰局部加熱煨彎。
上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例 的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、 簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換 式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種螺旋環(huán)管釘頭管熱交換器，由圍起的耐磨隔熱墻及里邊的換熱管組成，其關(guān)鍵零部件換熱管由基管和釘頭組合而成，特征是換熱管是在表面光滑但管軸中心線成螺旋形、圓環(huán)形或彎曲管形的鋼管表面組合上釘頭的管件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種螺旋環(huán)管釘頭管熱交換器，其特征是環(huán)管釘頭管由基管和 釘頭組合而成，兩者的金屬材料包括相同的，也包括不相同的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種螺旋環(huán)管釘頭管熱交換器，其特征是環(huán)管釘頭管管軸中心 線是螺旋形、圓環(huán)形的彎曲管形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種螺旋環(huán)管釘頭管熱交換器，其特征是環(huán)管釘頭管由基管和 釘頭組合而成，釘頭在基管表面包括有規(guī)則的排列或無(wú)規(guī)則的排列。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種螺旋環(huán)管釘頭管熱交換器，其特征是環(huán)管釘頭管由基管和 釘頭組合而成，釘頭的橫截面包括是圓的，也包括是橢圓的、棱形的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種螺旋環(huán)管釘頭管熱交換器，其特征是環(huán)管釘頭管的基管和 釘頭兩者之間的連接包括手工電弧焊的方式、氣體保護(hù)焊的方式、電阻焊的方式，也包括填 料釬焊的方式。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是關(guān)于一種螺旋環(huán)管釘頭管熱交換器，目的在于克服現(xiàn)有直管釘頭管熱交換器技術(shù)的缺點(diǎn)與不足。換熱管由基管和釘頭組合而成，在表面光滑但管軸中心線成螺旋形、圓環(huán)形或彎曲管形的鋼管表面通過(guò)各種焊接方法組合上釘頭管件，釘頭在基管表面包括規(guī)則的排列或無(wú)規(guī)則的排列，與傳統(tǒng)的直的釘頭管相比，去掉了180°彎頭及其帶來(lái)的組對(duì)焊縫，用來(lái)構(gòu)造加熱爐的爐體可以是圓筒形結(jié)構(gòu)，與方體爐相比其占地面積小，抗風(fēng)載能力強(qiáng)。整段螺旋環(huán)管釘頭管均可置于圓筒爐墻內(nèi)而提高了結(jié)構(gòu)有效利用率；螺旋圓彎管自身的結(jié)構(gòu)柔性改善熱膨脹應(yīng)力受力狀況；管內(nèi)流體順暢流動(dòng)而損耗較少的動(dòng)能，并且更耐磨損和防沖蝕，從而延長(zhǎng)螺旋環(huán)管釘頭管及其設(shè)備產(chǎn)品的壽命。
文檔編號(hào)F28F1/12GK201413071SQ20092000192
公開(kāi)日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2009年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月2日
發(fā)明者陳孫藝 申請(qǐng)人:茂名重力石化機(jī)械制造有限公司