换热管及换热管的在线制管加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种换热管，至少包括外管，外管的内部为介质通道；介质通道内设置有换热部件，换热部件将介质通道划分为与外管换热的直接换热区及与换热部件换热的间接换热区；位于间接换热区内的换热介质通过换热部件与直接换热区的换热介质交换热能。本发明专利技术还提供了上述换热管的在线制管加工工艺，利用在线焊接工艺使外管与其中的换热部件套合在一起。本发明专利技术的换热管由于在外管内设置了换热部件，增加了换热面积，大大提高了间接换热区的换热效率，在换热管的整体换热效率上要大大高于现有的换热管。本发明专利技术成本低，制造便利，适用作石油、化工、化肥、锅炉、制药、食品、电力、核能、环保、供热等多种行业中高效换热器或换热设备的用管。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属管加工
，尤其涉及一种用于换热器等换热设备的换热管。本专利技术还涉及前述换热管的加工工艺。
技术介绍
按GB/TM590-2009《高效换热器用换热管》标准，我国现行的换热器用高效换热管共分为四大类型，分别为T型槽管、波纹管、内波外螺纹管、内槽管。它们最大的共同点在于都是通过冷加工工艺在金属基管(直光管)上制造加工出来的换热管。如图1所示，现有技术中的T型槽管，在金属基管1的外壁上通过冷加工形成密集的螺旋状T型凹槽11。T型槽管按结构形式可分为1型，管外壁呈T型槽道，管内壁表面光滑；II型，管外壁呈T型槽道，管内壁表面呈波纹状。如图2所示，现有技术中的波纹管，在金属基管1上通过冷加工形成管内、外表面均呈波纹状11的换热管。如图3所示，现有技术中的内波外螺纹管，在金属基管1上通过冷加工形成管外壁呈螺纹11、管内壁呈波纹状12的换热管。如图4所示，现有技术中的内槽管，在金属基管1的内壁通过冷加工形成凹槽11 的换热管。内槽管按结构形式可分为1型，轴向凹槽；II型，螺旋状凹槽。上述四大类换热管与未经冷加工直接用作换热管的金属直光管相比，因为在金属基管上具有冷加工所形成的槽形、波形等，强化了传热效果，因此有效地提高了换热管的换热面积和换热效率，故被称为换热器用“高效”换热管。上述这四大类换热管都是以无缝金属直光管作为基管通过冷加工成型的，其冷加工工艺主要是对无缝金属直光管做形状的变化。进一步地，这四大类换热管都是在无缝金属直光管的内、外壁上进行冷加工，加工幅度受管壁厚度所限，因此难以再大幅度地提高换热面积。现有技术中的换热管在做热交换时，水、油、气等换热介质在换热管内流通，借助于换热管壁实现与换热管外的其他介质之间交换热量的技术目的。在热交换过程中，靠近换热管管壁区域的换热介质所进行的热交换比较充分，换热效率较高；而远离换热管管壁、 位于换热管中心区域的换热介质的热交换并不充分，因此现有技术中的上述换热管虽经过一定改进，但整体换热效率仍较低。并且，现有技术中的换热管在生产、使用过程中还存在以下几点明显的不足1、受制于冷加工设备的规格限制，换热管成品在规格、长度等方面均受到很大的局限；2、由于有冷加工步骤，原材料的损耗较大；3、由于冷加工过程复杂，导致产品的加工精度参差不齐；4、冷加工工艺的检验方法和检验手段难以保证成品质量；5、受加工工艺限制，制管效率不高；6、这四大类换热管大多具有特殊的外型，给换热器设备的制作诸如对波纹管、外槽管的折流板的处置带来许多不便；7、这四大类换热管都经过冷加工，管体上存有残余应力，在介质通过时会形成湍流，强化了换热管的局部腐蚀，因此对换热器设备的使用寿命造成了一定的负面影响。现有技术中的换热管由于上述原因，进入了一个技术瓶颈，换热面积、换热效率难以再大幅度提高，制约了换热器的发展，难以满足市场的需求。因此，本领域的技术人员一直致力于开发一种换热效率高的换热管及其加工工艺。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种换热效率高的换热管。为实现上述目的，本专利技术提供了一种换热管，至少包括外管，所述外管的内部为介质通道；所述介质通道内设置有换热部件，所述换热部件将所述介质通道划分为与所述外管换热的直接换热区及与所述换热部件换热的间接换热区；位于所述间接换热区内的换热介质通过所述换热部件与所述直接换热区的换热介质交换热能。较佳地，所述换热部件为一内管，所述内管固定设置在所述外管中。较佳地，所述内管由多个弧形表面连接形成。进一步地，所述多个弧形表面为所述内管经过压制加工获得的连续的冷轧加工面。较佳地，所述内管的横截面为多边形。较佳地，所述换热部件上还包括与所述外管紧密贴合的结合部。较佳地，所述外管和/或所述换热部件为金属焊管。进一步地，所述外管和所述内管均为金属焊管且在同轴内外套合的状态时，所述外管的纵向焊缝与所述内管的纵向焊缝在圆周方向上错位设置。较佳地，所述内管的内表面、外表面均为光滑表面。较佳地，所述内管呈直线状或螺旋状。较佳地，所述内管为多层管。较佳地，所述内管的管壁上设置有至少一通孔。这些通孔可以是0形孔或星形孔或多边形孔或其他异形孔。本专利技术的换热管由于在外管内设置了换热部件，与现有技术中同等直径的换热管相比，换热面积增加了数倍。进一步地，上述换热部件还将外管内的介质通道划分为靠近外管管壁的直接换热区及靠近外管中心的间接换热区。本专利技术的换热管在热交换过程中，换热介质在介质通道中通过时，靠近外管管壁的直接换热区中的换热介质通过外管管壁直接与外管外的另一介质换热，介质通道内该区域的换热效率与现有技术基本相同。本专利技术由于在外管内设置了换热部件，靠近外管中心的间接换热区内的换热介质还可以通过换热部件与直接换热区内的换热介质形成热交换，再由直接换热区内的换热介质将该部分能量与外管外的该另一介质换热，如此大大提高了介质通道内该区域的换热效率。因此本专利技术的换热管在整体换热效率上大致为现有换热管的数倍，要大大高于现有的换热管。本专利技术还首次采用焊管为原材料，而焊管的成本比现有技术中用作换热管原材料的无缝管的成本至少低20%左右，因而本专利技术大幅度地降低了换热管的制造成本。并且，本专利技术的换热管由于具有光滑的外表面，在制造换热器设备时，换热管与管片的密封效果好，更适于现有换热器设备的制作技术，其设计寿命和使用寿命大大高于现有的四大类换热管。本专利技术的换热管，具有结构简单，成本低，制造便利等有益效果，适用于石油、化工、化肥、锅炉、制药、食品、电力、核能、环保、供热等多种行业中用作高效换热器或换热设备的用管。本专利技术的另一目的在于提供一种工艺简单、加工局限性少的生产上述换热管的加工工艺。为实现上述目的，本专利技术还提供了上述任一换热管的在线制管加工工艺，至少包括以下步骤步骤一，获得换热部件；步骤二，将所述换热部件放置入正在压制成形中的外管；步骤三，受外管压模挤压后，所述换热部件与所述外管紧密贴合成为一体，获得所述换热管。较佳地，所述步骤一中，所述换热部件为内管。较佳地，所述内管的横截面为多边形。进一步地，所述多变形为所述内管经过压制加工获得，或通过焊接获得。较佳地，所述内管由多个弧形表面连接形成。进一步地，所述多个弧形表面为所述内管经过压制加工获得的连续的冷轧加工面。较佳地，所述换热部件还包括与所述外管紧密贴合的结合部。进一步地，所述结合部具有圆弧形的转角。较佳地，所述步骤三中，所述换热部件上的所述结合部与所述外管的内壁紧密贴合。本专利技术的加工工艺与现有技术中换热管加工工艺相比，由于没有大量的冷加工作业，因而大幅地降低了换热管的生产成本，提高了制造效率，具有稳定的加工质量。由于没有冷加工，换热管的内壁没有残余应力，其抗结垢性、耐蚀性更好。与热套制管加工工艺比较，本专利技术的在线制管工艺减少了外管的二次加工流程， 省却了热套加工的线外热处理设备，使制管成本更加低廉，制管效率更快。并且，在线制管在成品的长度方面还具有不可比拟的优势。由于在线制管为连续加工，理论上，只要辅以一个后续的切割工步，在线制管所生产获得的本专利技术的换热管可以满足客户的各种长度要求。从制管设备成本上比较，现有的换热管生产必须要有的专门机加工、冷加工设备。 而本专利技术的加工工艺只需要在现有制管设备上做模本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种换热管，至少包括外管，所述外管的内部为介质通道；其特征在于：所述介质通道内设置有换热部件，所述换热部件将所述介质通道划分为与所述外管换热的直接换热区及与所述换热部件换热的间接换热区；位于所述间接换热区内的换热介质通过所述换热部件与所述直接换热区的换热介质交换热能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥锋，
申请(专利权)人：上海科米钢管有限公司，
类型：发明
国别省市：31