螺旋缠绕管式换热器的设计要点
螺旋缠绕式换热器计算
螺旋缠绕式换热器计算1、引言螺旋缠绕式换热器是一种常见的换热设备，其设计得到广泛应用。
它的优点在于具有大的换热面积、高效率、紧凑型、适应性强、维护容易等特点。
本文将详细介绍螺旋缠绕式换热器的计算方法。
2、螺旋缠绕式换热器的结构螺旋缠绕式换热器由两个圆盘夹持多根长螺旋片缠绕而成。
流体经过螺旋片时，因受到螺旋片的交错和扭曲作用，形成流体旋涡，从而增加传热的面积和效率。
螺旋片的宽度、长度、角度等都是影响换热性能的重要参数。
3、螺旋片的设计螺旋片的设计需要考虑三个方面：传热性能、流体的流态和压力损失。
传热性能包括传热系数和换热面积。
流体的流态可以根据雷诺数决定。
若雷诺数小于2100，流态为层流；若雷诺数大于4000，流态为紊流；在2100到4000之间，流态为过渡流。
压力损失的大小影响着流体的流速和能耗。
因此螺旋片的设计需要综合考虑以上三个方面。
4、螺旋缠绕式换热器的计算方法为了确定螺旋片的一些参数，需要进行计算。
其中有两种典型的计算方法，分别是传统的单元法和现代的整体法。
（1）单元法单元法将整个螺旋片划分成若干个小单元，然后对每一个小单元进行热力学分析。
由于单元法每个小单元的分析比较简单，所以该方法比较容易实现。
但是，单元法并不能完全反映螺旋片的复杂性，因此可能会存在误差。
（2）整体法整体法是指将螺旋片看作一个整体，在保证达到规定传热效果和流体流量的前提下，计算出某些关键的设计参数。
整体法的优点在于能够全面考虑螺旋片的各种特性，因此计算精度相对较高。
5、结论综上所述，螺旋缠绕式换热器计算是一个比较复杂的过程，需要综合考虑多个因素。
现代化的整体法为螺旋片的设计提供了一种更加全面、准确的计算方法。
在实际应用中，需要根据具体情况来选择合适的计算方法，以便得到最优的设计方案。
螺旋缠绕式换热器计算
螺旋缠绕式换热器计算螺旋缠绕式换热器是一种常用的换热设备，具有高效换热、结构紧凑、节能环保等优点。
它广泛应用于化工、石油、电力、制药等行业，成为工业生产中不可或缺的设备之一。
螺旋缠绕式换热器的工作原理是通过将两种介质分别流经内外两个螺旋壳管之间的通道，实现热量的传递。
内壳管和外壳管之间的螺旋通道构成了换热器的核心部分。
热量从一个介质传递到另一个介质时，两种介质在螺旋通道中交替流动，充分利用了通道的长度，提高了换热效率。
螺旋缠绕式换热器的结构紧凑，占地面积小，适用于空间有限的场所。
同时，由于螺旋通道的存在，介质在通道中呈螺旋流动，使得换热器的换热面积得到有效扩大，进一步提高了换热效率。
此外，螺旋通道的结构还能够减小介质的流阻，降低泵功耗，节约能源。
螺旋缠绕式换热器的设计和选择需要考虑多个因素，包括换热介质的性质、流量、温度差、压力损失等。
在设计时，需要根据实际情况确定换热器的尺寸、螺旋通道的形状和尺寸，以及材料的选择等。
通过合理的设计和选择，可以实现最佳的换热效果，并满足工艺要求。
螺旋缠绕式换热器的应用范围广泛。
在化工行业中，它常被用于冷却和加热反应物、回收废热等；在石油行业中，它可用于原油蒸馏、石油化工等；在电力行业中，它可用于发电设备的冷却等；在制药行业中，它可用于药物生产中的热交换等。
无论是在哪个行业，螺旋缠绕式换热器都起到了至关重要的作用。
需要注意的是，在使用螺旋缠绕式换热器时，需要定期清洗和维护，以保证其正常运行。
同时，还需要注意对换热介质的控制，避免出现过高或过低的温度、压力等问题，以免对设备造成损坏。
螺旋缠绕式换热器是一种高效、紧凑的换热设备，广泛应用于各个行业中。
它通过螺旋通道实现了热量的传递，提高了换热效率，节约了能源。
在使用时，需要根据实际情况进行设计和选择，并定期进行清洗和维护，以确保其正常运行。
螺旋缠绕式换热器的应用将进一步推动工业生产的发展，为经济的可持续发展做出贡献。
螺旋缠绕换热器
螺旋缠绕式换热器螺旋螺纹管式换热器是近年来推出的一种新型高效节能的换热设备，它在设计上完全突破了传统管壳式换热器的设计思路，从材料选择到结构形式、外形体积等方面与传统管壳式换热器相比均有大幅度变化，多项技术创新使该换热器从外观到性能等各方面明显超越了传统管壳式换热器，改变了传统换热器结构简单、体积庞大、外形粗糙、效率低下的特点，是传统换热器的更新换代产品。
中文名：螺旋螺纹管换热器性质：换热设备特点：新型高效节能优点：安装方便，占地面积小应用：汽-水换热领域组成：芯体和壳体1螺旋螺纹管式换热器的技术优势：螺旋螺纹管式换热器最大特点来自于它超高的换热系数，一般可为传统管壳式换热器的2-3倍，同时具备较好的节能效果，与传统管壳式换热器相比，可节能10%以上。
螺旋螺纹管式换热器的外面也一改传统换热器的粗放形象，外壳从筒体到法兰，全部选用不锈钢材料，换热器外表面做镜面抛光处理，美观性大大提高。
螺旋螺纹管式换热器的优势还来自于它体积和重量仅为传统管壳式换热器的几分之一，安装过程不再需要复杂的起重工具和设备，人工即可完成。
该换热器由于管程阻力较大不适合汽源压力较低及水/水换热工况。
螺旋螺纹管式换热器的结构螺旋螺纹管式换热器由芯体和壳体两部分组成，芯体主要由换热管组成，壳体由筒体和封头等组成，上下封头各设两个开口，同一封头上的开口中心呈90°角，使换热器全部参与换热，无死区。
螺旋螺纹管式换热器的应用领域螺旋螺纹管式换热器具有高效的换热性能,在汽-水换热领域表现极佳，广泛应用于暖通和生活热水方面，同时在深冷装置上也有优异表现，在化工和医药等方面取得了广泛应用。
螺旋螺纹管换热器优点（一）螺旋螺纹管换热器热效率高，更加节省能量（蒸汽）内部独特的反向缠绕、螺旋上升的盘管结构，以逆流方式换热，使蒸汽在换热管束中得以充分冷凝，无须经过二次换热，故可以节省大量蒸汽；（二）螺旋螺纹管换热器为全不锈钢焊接，耐高温高压由于螺旋螺纹管换热器的换热管束和壳体全部采用不锈钢材质，具有统一的膨胀系数，其最高承压1.6MPa，最高耐温400℃，不会由于压力和温度不稳定而引起换热器的变形；无需减温减压装置。
缠绕管式换热器介绍
降低成本
在满足性能要求的前提下，通过优化设计降 低制造成本和维护成本。
提高可靠性
通过优化设计，提高换热器的可靠性和使用 寿命。
计算流体动力学分析
流体动力学分析
利用计算流体动力学（CFD）技术，对流体的流动状态、传热过程和 流动阻力等进行模拟和分析。
缠绕管式换热器介绍
contents
目录
• 缠绕管式换热器概述 • 缠绕管式换热器的结构与材料 • 缠绕管式换热器的性能特点 • 缠绕管式换热器的设计与优化 • 缠绕管式换热器的安装与维护 • 缠绕管式换热器的发展趋势与展望
01
缠绕管式换热器概述
定义与特点
高效换热
由于管子采用螺旋缠绕方式，使 得冷热流体在管内外流动时能够 形成较大的温差，从而提高换热 效率。
优化流道设计
根据CFD分析结果，优化流道设计，改善流体流动状态，提高换热效 率。
性能预测
通过CFD分析，预测换热器的性能，为后续优化提供参考。
实验验证
将CFD分析结果与实验数据进行对比，验证模型的准确性和可靠性。
05
缠绕管式换热器的安装 与维护
安装注意事项
安装前应检查设备是 否完好无损，确保所 有部件符合要求。
定义
缠绕管式换热器是一种通过将管 子螺旋缠绕在芯棒上，再通过外 部固定圈进行固定的换热设备。
紧凑结构
由于管子紧密缠绕，使得换热器 体积较小，便于安装和维护。
耐高压
由于结构紧凑和管子较细，使得 换热器能够承受较高的压力。
适应性强
适用于各种不同的流体和温度条 件，可根据实际需求进行定制。
工作原理
01
冷热流体在管内外流动，通过 管壁进行热量交换。
缠绕管式换热器介绍
冷热流体通过 缠绕管内壁进
行热交换
热量通过管壁 和缠绕的波纹
板传递
冷热流体在管 间流动，实现
热量交换
热量通过管壁 和波纹板传递 给管外的冷却 水或加热介质
高效传热：缠绕管式换 热器采用独特的管内管 外缠绕结构，有效增加 换热面积，提高传热效 率。
耐高温高压：材料选 择优良，能够承受高 温高压的工况，保证 设备长期稳定运行。
解决方案：检查密封件和连接处，及时修复泄漏问题。
解决方案：检查换热器内部是否有堵塞或结垢，及时清理并进行调整。
汇报人：XX
核能发电：用于冷却反应堆，提高发电效率 火电发电：用于冷却锅炉，提高发电效率 风电发电：用于冷却涡轮机，提高发电效率 太阳能发电：用于冷却吸热器，提高发电效率
制药行业：用于 药品生产和加工 过程中的加热、 冷却和蒸发等工 艺流程，提高生 产效率和产品质 量。
化工行业：用于 各种化学反应过 程中的热交换， 如聚合、裂解、 蒸馏等，同时能 够承受各种腐蚀 性介质。
利用效率
海水淡化：用 于大规模海水 淡化工厂的换
热
PART FOUR
传热效率：选择传 热效率高的换热器， 以满足工艺要求。
耐腐蚀性：根据工 艺介质的腐蚀性选 择耐腐蚀的材料。
机械强度：考虑换 热器的机械强度， 以确保其稳定性和 安全性。
经济性：在满足工 艺要求的前提下， 选择价格合理的换 热器。
XX,a click to unlimited possibilities
汇报人：XX
CONTENTS
PART ONE
外部壳体：提供稳定的支撑和 保护，防止外部环境对换热器 的干扰
缠绕管：由多个薄壁金属管 绕成，用于热量交换
螺旋缠绕管壳换热器在换热机组中的设计和应用
螺旋缠绕管壳换热器在换热机组中的设计和应用作者：杨克素来源：《西部论丛》2017年第07期摘要：螺旋缠绕管式换热器又称螺纹管缠绕式换热器、螺旋螺纹管换热器，是一种新型高传热系数的换热器，主要适用于介质为汽液的换热。
螺旋缠绕管壳换热器体积小、节能效果明显，故障率低，维护保养工作量少，机组在运行期间可以采用巡检的方式，采用无人值守的方式进行运行；同时在故障时可以采用短信通知的模式及时通知维修人员进行故障的排除，降低人工成本。
基于此，本文主要对螺旋缠绕管壳换热器在换热机组中的设计和应用进行分析探讨。
关键词：螺旋缠绕管壳换热器；换热机组；设计；应用1、前言我国幅员辽阔、人口众多，城镇供暖虽然经过多年的快速发展，但是集中供热覆盖率仍处于较低水平。
目前仅在北方各省的主要城镇建有集中供热系统，且平均覆盖率不到50%；未来随着房地产业的蓬勃发展，城镇化率的提高，区域小锅炉的拆除和旧城区的管网建设改造等均为集中供热市场创造了巨大而持续的需求，居民采暖的热力消费随着经济收入的增加增速在不断增长，集中供热面积的快速增加给螺旋缠绕管壳换热器提供了广阔的应用市场。
2、螺旋管缠绕式换热器的换热机理螺旋缠绕管内的流体在弯曲通道内受到离心力的作用在流道的横截面上形成二次流。
螺旋管的几何形状产生的离心力在流动截面上形成一对对称的漩涡，与主流叠加流体在螺旋管内形成螺旋运动，从而大大增加了换热效果，同时，二次流的冲刷使污垢不易沉淀。
螺旋缠绕管式换热器的壳侧螺旋缠绕管缠绕方向逐层相反，缠绕角与纵向间距设计制造均匀，且管长相同。
因此，随着螺旋缠绕管缠绕直径的增加，各层螺旋缠绕管的数量也相应增加。
这些螺旋缠绕管组成管芯，在壳侧所形成的流道随圆周方向位置的不同而变化，相邻两个盘管呈直列、错列的变化，则流道构成变成为由螺旋缠绕管布置为直列、错列组合排列时的管外流动。
3、螺旋管缠绕式换热器的特点（1）成套设备，安装简易，体积小，（2）可直接利用高压蒸汽换热，无需二次减压；（3）无需密封垫，永不泄漏。
卫生级螺旋缠绕管式换热器设备工艺原理
卫生级螺旋缠绕管式换热器设备工艺原理介绍卫生级螺旋缠绕管式换热器（以下简称螺旋管换热器）是一种应用于食品、饮料、制药等行业的特殊换热器。
它主要由管板、进出口法兰、内、外罐、螺旋缠绕管等组成。
这种换热器能够在保证热量传递效率的同时，避免了介质外泄和污染的可能性。
设备构造螺旋管换热器由内罐、螺旋缠绕管、外罐、管板、进口、出口法兰、支承脚等组成。
内罐内罐主要起到介质的存储作用，因此需要采用符合食品级标准的材料，如304不锈钢等。
螺旋缠绕管螺旋缠绕管是螺旋管换热器的核心部件，它采用优质钢材，形成一条螺旋形的管道，且具有强大的自清洁能力，因而能有效减少管壁和介质之间的热阻，加强换热效果。
外罐外罐主要是起到保护内罐和螺旋缠绕管的作用。
通常采用冷轧板等优质金属材料。
管板、进口、出口法兰和支承脚这些部件主要是用于螺旋管换热器的安装和维护，同时也能够增强螺旋管换热器的结构强度和稳定性。
工艺原理内部螺旋管换热器是一种高效的传热设备，它采用了特殊的螺旋形缠绕管设计，使得介质能够在管壁和管道之间好气密性地通过，从而实现了高效的传热效果。
螺旋管的螺旋形状能够有效增大内部传热面积，进一步提高了传热效率。
外部螺旋管换热器在外部环境上具有非常好的稳定性和耐腐蚀性。
换热器的外部结构具有平滑性和强度，并可以耐受化学反应和腐蚀性介质的作用。
因此，它可以应用于很多工业领域。
应用螺旋管换热器广泛应用于食品、饮料、制药等行业中。
主要应用在处理各种液体的热交换和恒温。
例如，它可以在高温下处理黄油或乳制品中的微生物。
此外，由于螺旋管换热器具备耐腐蚀性，在化学工业和环保工业中也非常普遍。
结论螺旋管换热器是一种高效的传热设备，具有良好的耐腐蚀性和稳定性，广泛应用于食品、化工、医药和环保等领域。
在未来，随着前沿科技的不断发展和成熟，它将更好地服务于人们的生活和工业生产。
绕管换热器技术要求
绕管换热器技术要求首先，绕管换热器应具备良好的换热性能。
这主要包括换热系数和传热面积两个方面。
换热系数是指换热器单位面积内的传热量与温度差的比值，一般来说，换热系数越高，换热效果越好。
传热面积应尽可能大，以增加传热的表面积，从而提高传热效率。
同时，还应尽量减小热损失，避免能量的浪费。
其次，绕管换热器的材料选择也非常重要。
由于绕管换热器广泛应用于各种场合，所以需要根据实际情况来选择不同的材料。
一般来说，不同的介质会对材料产生不同的腐蚀和腐蚀，而不同的工艺条件则对材料的耐压性能提出了要求。
因此，在选择材料时需要综合考虑工艺温度、压力和介质特性等因素，确保材料能够在长时间内保持良好的工作状态。
再次，绕管换热器的结构设计也需要满足一定的要求。
首先，换热器的内外管布置要合理，以确保流体在管道内充分接触和换热。
同时，流体的流动状态也需要考虑，例如流速和流量等因素对换热效果有一定的影响。
另外，管束的尺寸和布置也需要根据实际需求进行设计，以确保换热器的紧凑性和高效性。
此外，绕管换热器还需要考虑清洗和维护的便利性。
由于绕管换热器在使用过程中会产生一定的污垢和结垢，需要定期清洗和维护，以保持其正常工作状态。
因此，在设计时应充分考虑到清洗和维修的便利性，例如加入清洗孔或维修孔等设置，以方便清洗和维护人员的操作。
最后，为了确保绕管换热器的安全性能，还需要考虑相关的安全措施。
例如，在设计时要充分考虑材料的强度和耐压性能，以确保在高压和高温工况下的安全运行。
此外，还需要设置相应的安全阀、温度传感器等装置，及时监测和控制换热器的运行状态，确保不会出现危险事故。
综上所述，绕管换热器技术要求包括换热性能、材料选择、结构设计、清洗维护便利性以及安全性能等多个方面。
通过满足这些技术要求，可以提高绕管换热器的工作效率和安全性，从而满足各行业在换热过程中的需求。
14TH煤水螺旋缠绕管式换热器设计
14T/H煤油—水螺旋缠绕管式换热器设计文献综述一．课题背景1.1换热器在工业中的地位及紧凑型热交换器的需求换热器是石油化学，食品和原子能源等工业中重要的基础设施，起着重要的作用。
例如，在化学过程单体制造过程中，在建设方面，热交换器在整个装置的比例达到20%~50%。
而在如今迅速成长的海水淡化过程中，其装置几乎全是由热交换器组成。
而目前绝大多数换热器存在着以下几点不足：（1）换热管采用较粗直管，热应力大，易造成换热管损坏，并且为了保证有传热面积，通常换热管较长，换热器体积庞大。
(2)换热管呈平行排列，两相流体的运行形式为热媒走管外，冷媒走管内，热媒和冷媒对换热管的冲击较大，导致换热管寿命较短。
(3)换热器壳体，封头，管板，进出管采用传统碳钢制成，使得换热器外形粗糙。
(4)管板和换热管采用胀接法连接，气密性较差，易发生泄漏。
(5)热交换器正朝着高效化的趋势进行，当设备进行逆流操作时，换热器必须能够实现冷热流体间的较小温差，为此换热器往往做的很长且拉制成各种形状。
为了克服上述问题，在初期的工业低温装置，如空气分离等，已制造了一些紧凑型的换热器，即螺旋缠绕管式换热器的雏形，相较于其他换热器，其具有换热效率高，使用寿命长，外观精致，气密性好等特点。
1.2螺旋缠绕管式换热器的最初发展1895年，德国林德公司(Linde Group) 首次开发了工业规模的空气液化设备，开始使用了由两个同心管缠绕成的蛇形管式换热器，高压空气通入内管而了冷的低压空气成逆流流经内外管之间的缝隙。
虽然这种结构实现了纯逆流流动，但由于两通道中气流死区占到大部分，因此，总的传热效率还是比较差。
不久英国汉普森（Hampson）进一步开发出了新型的蛇形管式换热器，这种换热器由许多根从外向内来回螺旋缠绕的管子组成，形成的盘管叠落在中心圆筒上。
二、螺旋缠绕管式换热器简介2.1换热器结构螺旋缠绕管式换热器由绕管芯体和壳体两部分组成，绕管芯体由中心筒，换热管，垫条及管等组成。
一种螺纹管缠绕式换热器的制作方法
一种螺纹管缠绕式换热器的制作方法本实用新型涉及热交换设备技术领域，具体为一种螺纹管缠绕式换热器。
背景技术：传统陶瓷套管余热器，其优点是利用余热对助燃风进行加热，从而节约天然气，但由于其本身工艺粗糙，并固定在烟道中，无法移动，使得难清理，从而易损坏，并无法修补，使得换热效率低下，无法满足目前工业生产需求。
技术实现要素：本实用新型的目的在于提供一种螺纹管缠绕式换热器，具备重量轻、易于维修、流体的湍流程度大、换热效果好的优点，解决了现有陶瓷套管换热难清理、易损、维修不便且换热效率低的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种螺纹管缠绕式换热器，包括换热器管体，所述换热器管体由管体外壳和管箱组成，管体外壳和管箱之间通过螺栓固定连接，所述管体外壳的一端上设有流体进管，所述流体进管为空心圆柱体结构，且空心圆柱体的一端贯穿管体外壳一端的内壁，并固定于安装于内壁上，所述管箱的一端设有流体出管，所述流体出管为空心圆柱体结构，且空心圆柱体的一端贯穿管箱一端的内壁，并固定安装于内壁上，管体外壳的内部为空腔，空腔中固定安装有螺纹换热管组，所述螺纹换热管组由独立的螺纹管芯组成，且螺纹管芯之间螺旋缠绕式排列，所述螺纹管芯的外壁上设有弧形凸起块，内壁上设有弧形凹型槽，所述弧形凸起块和弧形凹型槽交错式固定安装于螺纹管芯的内外壁中，管箱的内部为空腔，空腔中固定安装有管板，所述管板为圆盘体结构，并通过螺栓固定安装在管箱空腔内的基座中，管板上还开设有圆柱体孔洞，所述圆柱体孔洞通过穿孔设备贯穿管板的内壁形成，且圆柱体孔洞的直径与螺纹管芯的直径相适配，螺纹管芯通过穿插在管板上的圆柱体孔洞固定安装在管体外壳的内部空腔中。
优选的，所述管体外壳和管箱均采用铝合金复合材加工制作。
优选的，所述螺纹管芯采用紫铜合金材料加工制作，与交错固定安装于螺纹管芯内外壁上的弧形凸起块和弧形凹型槽一体成型。
优选的，所述管体外壳的空腔中还固定安装有折流板，折流板为圆盘体结构，并通过螺栓固定安装在管体外壳的空腔中。
缠绕管式换热器介绍
缠绕管式换热器介绍缠绕管式换热器是一种常用的换热设备，用于将热量从一个流体传递到另一个流体中。
它由一根或多根管子绕成螺旋形，形成流体流通的通道。
该设计能够提高换热效率，并降低设备的尺寸。
本文将介绍缠绕管式换热器的原理、结构和应用领域。
原理缠绕管式换热器的工作原理基于热传导和流体流通。
将需要传热的流体（通常被称为工作流体）流动在内层管道中，而被加热或被冷却的流体（通常被称为传热流体）流动在外层管道中。
通过传热流体和工作流体的接触，热量从传热流体传递到工作流体中。
在缠绕管式换热器中，传热流体和工作流体分别通过内外两层管道进行流通。
传热流体在外层管道中流动，而工作流体则在内层管道中流动。
这样的设计可以最小化传热流体和工作流体之间的热阻。
结构缠绕管式换热器由两个主要部分组成：壳体和管束。
壳体缠绕管式换热器的壳体通常由金属材料制成，例如不锈钢或碳钢。
壳体包裹着管束，用于保护管束并提供流体流通的通道。
壳体通常具有进口和出口，用于引导传热流体和工作流体进出换热器。
管束管束是缠绕管式换热器的核心部分，由一根或多根管子组成。
这些管子被绕成螺旋形，形成流体流通的通道。
管束通常由金属材料制成，例如铜、不锈钢或钛合金，以确保其耐腐蚀性和高强度。
密封件和支撑装置缠绕管式换热器中的密封件和支撑装置用于保持管束的稳定性，并避免流体泄漏。
这些部件通常由橡胶或金属制成，并安装在壳体的进口和出口处。
应用领域缠绕管式换热器在各个行业都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1.石油和化工工业：缠绕管式换热器用于油田热采、化工反应器、蒸馏塔等设备中的热交换过程。
2.食品和饮料工业：缠绕管式换热器用于食品加工、饮料生产等过程中的热能回收和温度控制。
3.化纤和纸浆工业：缠绕管式换热器用于化纤生产中的溶剂回收和纸浆生产中的热能回收。
4.电力工业：缠绕管式换热器用于电力厂中的汽轮机、锅炉等设备的余热回收。
5.制药工业：缠绕管式换热器用于药品生产中的热能回收和温度控制。
螺旋管式换热器课程设计
螺旋管式换热器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解螺旋管式换热器的基本结构、工作原理及在工业中的应用。
2. 掌握螺旋管式换热器的传热性能、流动特性及相关计算方法。
3. 了解螺旋管式换热器的选型、设计和优化方法。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析、解决实际工程问题的能力，能进行简单的换热器设计计算。
2. 提高学生的动手操作能力，能利用CAD等软件绘制换热器结构图。
3. 培养学生团队协作、沟通表达及创新思维能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对换热器及热工学领域的兴趣，激发学生探索科学技术的热情。
2. 增强学生的环保意识，认识到节能减排的重要性，培养学生社会责任感。
3. 培养学生严谨、认真的学习态度，养成良好的学习习惯。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够描述螺旋管式换热器的基本结构、工作原理及在工业中的应用。
2. 学生能够运用传热学、流体力学知识进行换热器计算，并进行性能分析。
3. 学生能够利用CAD软件绘制换热器结构图，进行简单的换热器设计。
4. 学生能够通过小组合作，探讨换热器选型、设计和优化方法，提出创新性方案。
5. 学生能够认识到换热器在节能降耗、环保方面的重要性，树立正确的价值观。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几部分：1. 螺旋管式换热器的基本概念及分类- 换热器的作用和分类- 螺旋管式换热器的结构特点及工作原理2. 螺旋管式换热器的传热性能分析- 传热学基础知识回顾- 螺旋管式换热器的传热计算方法- 流体流动与传热性能的关系3. 螺旋管式换热器的设计与计算- 设计依据和原则- 换热器选型及计算步骤- 换热器结构参数的确定4. 螺旋管式换热器的优化与CAD绘图- 换热器性能优化方法- CAD软件在换热器结构绘图中的应用- 螺旋管式换热器CAD绘图实践5. 螺旋管式换热器在工程中的应用案例分析- 换热器在工业中的应用实例- 案例分析与讨论- 节能减排与环保措施教学大纲安排如下：第1周：螺旋管式换热器的基本概念及分类第2周：螺旋管式换热器的传热性能分析第3周：螺旋管式换热器的设计与计算第4周：螺旋管式换热器的优化与CAD绘图第5周：螺旋管式换热器在工程中的应用案例分析三、教学方法针对本章节内容，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：- 用于讲解螺旋管式换热器的基本概念、分类、工作原理等理论知识，为学生奠定扎实的理论基础。
螺旋绕管式换热器的特点及其制造工艺研究
- 64 -工 业 技 术０ 引言螺旋绕管式换热器具有换热效率高、能耗少、空间占用少等性能优势，在石油、化工等天然气液化领域得到了广泛的推广。
20世纪80年代我国当时没有完全掌握螺旋缠绕管式换热器的设计和制造工艺，不得不靠购买进口设备，成本费用极高。
但是，随着我国科学技术的进步和发展，螺旋绕管式换热器的制造工艺也在不断地进步和优化，使最终呈现出的产品性能和安全性都得到了进一步提高。
１ 螺旋绕管式换热器的结构及特点螺旋绕管式换热器的结构主要分为单股流螺旋绕管式换热器和多股流螺旋绕管式换热器2种，其中，单股流螺旋绕管式换热器与传统的螺旋绕管式换热器一样，只能够实现2种介质间的换热；而多股流螺旋绕管式换热器可以实现多种介质间的换热。
螺旋绕管式换热器的换热管的长度是传统换热管长度的5倍，主要是呈螺旋状分层缠绕在芯圆筒上，每层换热管之间是用隔条分开的，并且每层换热管之间的间距、角距和轴向距不同，其所使用的隔条也是有所区别的。
其次，单股流螺旋绕管式换热器的管束结构缠绕方向与换热管缠绕方向相反，有效地节约了换热器换热过程中的能量；而它的管板以及管箱比传统的换热器小。
因此，单股流螺旋绕管式换热器具备以下特点：1）节约能量，该换热器换热时基本采用的是逆流流动，在运行时所需要的温差较小，极大地减少了换热器介质的循环，从而节约了能量。
2）抗高压能力强，该换热器使用的换热管较细且强度高，高压流体可以通过。
3）节约材料，螺旋绕管式换热器换热管的长度是传统换热管的5倍，使换热器的管板和管箱的体积减小，减少了对材料的使用。
4）具备低温材料，螺旋绕管式换热器主要使用的是铜、不锈钢等低温材料，从而提高了换热器在低温条件下的使用性能。
２ 螺旋绕管式换热器的制造工艺２．１ 换热管的绕制换热管的绕制是整个螺旋绕管式换热器制造工艺中最为基础的环节，也直接关系着螺旋绕管式换热器的质量和性能，一旦出现一点差错会导致整个螺旋绕管式换热器制造工艺的失败，因此，在对换热管进行绕制时必须注意以下问题：1）换热器芯圆筒的制作，在制作芯圆筒的过程中要使用焊接的方式连接管板和钢管，最重要的是要对它的同轴度和长度进行控制。
螺旋缠绕管式换热器
螺旋缠绕管式换热器详细的描述常规的管壳式换热器的换热管设计都是采用直管或者是U型管。
所以困扰着设计工程师的一个问题是，采用什么样的方法可以让换热管变长，单位体积的换热面积加大，逆流换热而导致热传导由于结构的原因从根本上维持在一个理想的状态，同时换热设备本身体积要缩小，安全性能要更强。
螺旋式换热管束缠绕技术的研发成功并日趋完善从根本上解决了这个问题。
区别于常规直管式换热管，螺旋缠绕管式换热器换热管束的排列，按照每层管束数量不同，同一角度反向进行缠绕，在换热管壳体内均匀布管并保持合理的管间距和层间距。
这样带来的结果是，不仅仅换热管加长了，有足够的流程使物料在其中流通和热交换，同时保持流体在壳程内的压力平衡，平均了热能分布，这样在实际的使用中，大大地提高了换热效率与传热能力。
材质处理缠绕式换热器管束的处理理想的状态是这样的，在合理均衡管束硬度与塑性的情况下，不会出现过大的应力点。
我们的材质处理体现了这一要求。
精准的换热管间距不锈钢管因为材质的问题而导致了在弯曲或者缠绕的时候很难塑性，要保持所有换热管的间距都是统一的的话。
这就要求我们在加工时需要完备的技术和丰富的经验，高精度设备和顶尖的缠绕工艺为我们提供了基础。
合理的管层数量以及层间距在换热管束缠绕时，因为每层相对的直径都在变化，盘绕角度又要保持一致，要保证每根换热管的长度基本相同确实是很难做到的。
公司设计了每层换热管不同数量，以及合理的层间距地攻克了这一难题，同时也解决了复杂换热条件下的流道要求。
全自动化的机器人焊接流程在设备生产中，采用全自动化的机器人焊接，以保证所有焊点尤其是管板焊接都实现了标准统一，安全性能高。
1 精准的热传导真正的逆流换热更接近的出口温度最高导热系数达到14000w/㎡·℃更小的换热面积及设备体积2节约的总体费用相对低廉的投资费用节约的安装费用降低的维护保养成本减少的基础建设费用3运行的安全性设备全焊接结构管壁泄露的几率更低降低的设备维修风险壳程流体压力的平衡4更高的使用效率与客户工艺系统的更好契合解决客户的换热需求设备使用的专业性对客户的工艺进行优化5节能减排的解决方案更长的设备使用寿命更高的产品回收比热能利用方式主要规格根据企业自身的流量、流道或其他要求，可选择￠8、￠10、￠12、￠19缠绕管规格，以满足企业生产要求主要应用范围1 蒸馏回流系统2 浓缩系统3 精馏系统4 尾气余热回收系统5 中药提取系统6 高温瞬时灭菌系统7 CIP清洗系统8 民用暖通系统9 工艺物料的加热和冷却。
螺旋缠绕管式换热器结构
螺旋缠绕管式换热器结构
螺旋缠绕管式换热器是一种常见的换热设备，它的结构通常包
括以下几个部分：
1. 管束，螺旋缠绕管式换热器的核心部件是由一根或多根金属
管子组成的管束。
这些管子可以采用不锈钢、碳钢或其他合金材料
制成，具有良好的耐腐蚀性能和导热性能。
2. 头部，换热器的头部通常包括进出口管道和管束的支撑结构。
进出口管道用于输送流体介质，而支撑结构则用于固定和支撑管束，保证其稳定运行。
3. 外壳，螺旋缠绕管式换热器的外壳是将管束和头部包裹起来
的部分，通常由金属板焊接而成。
外壳的作用是保护管束不受外界
环境的影响，并且在必要时起到保温和防腐的作用。
4. 支撑结构，为了保证换热器的稳定运行，通常会在设备的底
部设置支撑结构，以便将整个换热器固定在地面或设备支架上。
总的来说，螺旋缠绕管式换热器的结构设计旨在保证换热效率
高、运行稳定可靠、维护方便和安全性能好。
不同厂家和不同型号的螺旋缠绕管式换热器在结构上可能会有所差异，但通常都包括上述基本部件。
地表水源热泵螺旋管换热器设计
地表水源热泵螺旋管换热器设计地表水源热泵是一种高效节能、环保的采暖、制冷设备，它利
用地下水或湖水等自然水源进行换热，可以实现冬季供暖、夏季
制冷，同时也可以热水供应。
而螺旋管换热器是地表水源热泵中
重要的组成部分，其设计的合理性影响着系统的效率和性能。
在地表水源热泵中，水源通过地下管道输送到螺旋管换热器中，螺旋管的高效换热能力可以在短时间内将水源的温度提高或降低，再通过制冷剂或供暖水进行热交换，以达到调节室温、供应热水
的目的。
因此，螺旋管换热器的设计、选择和安装十分重要。
首先，螺旋管的材质会直接影响其换热效果。
我们可以选择耐
腐蚀性能更好的不锈钢材料，这样可以避免在水源中产生化学反
应导致腐蚀、堵塞等问题。
同时，螺旋管内的结构设计也需要考
虑流体力学的原理，通过适合的半径、壁厚和螺距来实现更高效
的热交换。
其次，螺旋管换热器的安装位置和方式也会对其效率产生影响。
一般而言，安装于水源进口处的换热器效率更高，因为此时水源
还未受到终端用水的影响，温度更为稳定。
同时，我们还需要注
意将螺旋管换热器与制冷设备或供暖设备配合得当，以达到最佳
的热交换效果。
近年来，随着节能环保的理念越来越普及，地表水源热泵越来
越受到人们的青睐。
而对于其中的螺旋管换热器，其设计和选型
的合理性成为了我们应该重点考虑的问题。
通过选择合适的材质，进行优化的结构设计和考虑良好的安装位置和方式，我们可以将
地表水源热泵的性能发挥得更加出色，让其成为我们在日常生活
中可靠、高效的温控设备。
缠绕管换热器标准
缠绕管换热器标准缠绕管换热器是一种广泛应用于工业和生活领域的热交换设备，用于加热、冷却和热回收等过程。
为了保证换热器的安全可靠运行，提高换热效率，制定相关的标准非常必要。
本文将介绍缠绕管换热器的标准，包括设计标准、制造标准和安装标准。
设计标准：缠绕管换热器的设计标准对于确保换热器的结构稳定性和换热效果起着关键作用。
设计标准应包括以下几个方面。
1. 材料选择：根据工作介质的性质和工作条件，选择合适的材料进行制造。
材料的选用应符合相关行业标准，材料的物理化学性能要求应满足换热器的工作要求。
2. 结构设计：根据换热器的使用场合和工艺要求，确定合适的结构类型，包括管束结构、管板结构等。
结构设计应能满足换热器的强度和刚度要求。
3. 管束布置：管束的布置应保证换热面积最大化，换热效果最优。
同时，管束的布置应考虑维护、清洗等方便性。
4. 流体动力学设计：换热器内流体的流动状态对换热效率有很大影响。
设计时应考虑流体的速度分布、流阻损失等因素，使流体在换热过程中能够得到充分的混合和接触。
制造标准：制造标准是指在制造过程中，根据设计要求进行产品的加工制造和质量控制。
制造标准应包括以下几个方面。
1. 工艺流程：在制造过程中，应制定详细的工艺流程和作业指导书，规范每个工序的操作方法和要求，确保产品的质量。
2. 焊接工艺：缠绕管换热器的制造中涉及到大量的焊接工序。
制定合理的焊接工艺和焊接规范，保证焊接质量和焊缝的可靠性。
3. 材料质量控制：制造中应对所使用的材料进行严格的质量控制，确保材料的物理性能和化学性能符合设计要求。
4. 产品检测：在制造完成后，应进行产品的检测和验收。
检测内容包括外观质量、尺寸偏差、焊缝质量、密封性能等。
安装标准：缠绕管换热器的安装标准直接关系到换热器的使用寿命和换热效果。
安装标准应包括以下几个方面。
1. 安装位置：根据设备布置和管路系统，确定换热器的安装位置和方向。
安装位置应便于维护和操作。
2. 支承和固定：确保换热器能够牢固地安装在设备或管道上，支承结构应能够承受换热器的重量和工作压力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
工艺与设备
化 工 设 计 通 讯
Technology and Equipment
Chemical Engineering Design Communications
·87·
第44卷第7期
2018年7月
1 螺旋缠绕管式换热器应用分析
从装置应用实际情况来说，在煤化工和其他领域中，以不同的结构形式，被广泛的应用。
以LNG 系列螺旋缠绕管式换热器为例，其类型主要如下：①一级制冷四股流缠绕管式换热器；②二级制冷三股流缠绕管式换热器；③三级制冷两股流缠绕管式换热器等。
此类换热器的应用涉及到多个过程，比如低温混合制冷剂、多股流回热换热过程等，设计计算复杂，缺少通用技术标准以及换热工艺设计计算法等，受到工艺流程或者物性参数等因素的影响，因此难以标准化。
2 螺旋缠绕管式换热器的基本结构
常规的单股流螺旋缠绕管的基本结构如图1所示，它主要由1-管程壳体；2-管板；3-壳程筒体；4-螺旋管束组成。
它的螺旋管束是由数根外径φ8mm~φ12mm 的换热管根据一定角度正向反向缠绕而成。
12
34
图1 螺旋缠绕管换热器的基本结构
3 螺旋缠绕管式换热器设计要点
3.1 做好力学分析
在机械设计中，为保证其使用性能，必须要做好力学分析，包括刚性力学分析和弹性力学分析，进而优化设计。
在进行分析的过程中，主要采用的计算方法包括雷诺数计算法以及普朗特数计算等。
基于力学原理，采用对数平均值法以及体积分率法等进行力学分析。
采用单元模型流场数值模拟分析法可确定其在物理参数，简化计算过程获得管束模型以及结构参数。
采用迭代计算法，结合运用数值模拟计算结果，利用计算机进行设计结果优化，进而保证计算的准确性。
3.2 立足于实际
在进行螺旋缠绕管式换热器设计时，要考虑到后期加工制作和使用需求。
多数螺旋缠绕管式换热器的换热管和管板的连接采用强度焊的方法。
因为焊接的质量直接影响着换热器使用性能和寿命，所以在设计和制造环节，需要做好壳程部分的优化设计，通过压力试验或者渗漏试验等，检查接头的致密性以及强度。
3.3 做好原理研究
开展螺旋缠绕管式换热器设计，为保证设计质量，需要做好原理研究。
以二级制冷三股流缠绕管式换热器为例，开发第2级-53~120℃低温换热流程、第2级缠绕管式换热器总体结构、进出口参数，结合运用C 2H 4制冷剂制冷工艺，来解决设备问题。
使用此制冷工艺后，在节流前，要对C 2H 4进行过冷。
当冷剂进口参数为1.88MPa 、-53℃时，C 2H 4为液相；压力参数为1.58MPa 、温度参数为-120℃时，C 2H 4过冷并且显热大，截留后，能够获得更多的制冷量。
二级制冷环节，制冷剂预冷环节和C 2H 4过冷、天然气过冷同步进行，因此要设计为三股流低温换热过程。
设计C 2H 4制冷剂截留前过冷工艺，能够保证生产作业目标有效实现。
4 螺旋缠绕管式换热器设计研究建议
4.1 开发新材料
目前，在换热器设计中，选择的材料以奥氏体不锈钢材料为主，结合使用双相钢以及铜合金管。
而大型螺旋缠绕管式换热器需要的材料，比如超长铝合金换热管等还处于空白。
这需要不断加大材料研究和开发，为螺旋缠绕管式换热器设计工作的开展，提供更多的材料选择，进而保证换热器的性能。
4.2 不同绕管特性共存一体
从换热器使用需求角度来说，若能够实现同台螺旋缠绕管式换热器内，设计多种绕管特性尺寸，能够增强其对特定管程的介质的针对性。
基于此，在设计的过程中，要注重此部分的研究，提出实现方案，进而推动换热器的应用，提升其性能水平。
4.3 强化基础研究
各个生产领域中，螺旋缠绕管式换热器技术的需求较大。
大型主低温换热器的工艺设计的开展，对于低温传热以及流动特性理论的需求较大，但现有的研究缺乏此方面内容，因此需要强化理论研究，进而提升设计工作水平。
除此之外，对于大型换热器，在工装设计方面，还存在着不足，需要强化研究。
在天然气液化领域，我国的螺旋缠绕管式换热器，竞争能力不高为了能够提升螺旋缠绕管式换热器技术水平，要积极借鉴先进的设计和制造经验，完善不足，创新技术[2]。
5 结束语
综上所述，螺旋缠绕管式换热器的设计，要从其应用角度做好需求分析，明确工艺设计思路。
在具体设计的过程中，要做好力学分析。
采取现代化计算方法做好性能优化，为生产作业的开展提供装置保障。
参考文献
[1] 陈永东，张贤安.煤化工大型缠绕管式换热器的设计与制造[J].压力容器，2015，32（01）：36-44.[2] 张周卫，薛佳幸，汪雅红.双股流低温缠绕管式换热器设计计算方法[J].低温工程，2014，（06）：17-23，27.
摘 要：针对螺旋缠绕管式换热器设计相关内容，做了简单的论述，提出了设计把控要点。
在煤化工、石油化工等领域，应用螺旋缠绕管式换热器，对于其性能有着较高的要求。
基于此，深度分析此课题，提出设计要点，有着重要的意义。
关键词：螺旋缠绕管式；换热器；设计要点中图分类号：TK172 文献标志码：A 文章编号：1003–6490（2018）07–0087–01
Design Points of Spiral-Wound Tube Heat Exchanger
Hu Chang-rong
Abstract ：In the light of the related contents of the design of spiral-wound tube heat exchangers ，a brief discussion was made and the design control points were proposed.In the coal chemical industry ，petrochemical industry and other fields ，the application of spiral-wound tube heat exchangers has high requirements for its performance.Based on this ，in-depth analysis of this topic ，put forward design points ，has important signi ficance.
Key words ：spiral-wound tube ；heat exchanger ；design points 螺旋缠绕管式换热器的设计要点
胡长荣
（天津天元伟业化工技术有限公司，天津 300384）
收稿日期：2018–04–10作者简介： 胡长荣（1987—），男，山东无棣人，硕士，主要从事化
工静设备、塔内件及化工工艺的设计工作。