一种深井煤矿高效换热器制造技术

一种深井煤矿高效换热器，涉及换热器技术领域，其结构包括水箱，导流筒，壳体和管束，管束包括多个换热管和固定件，通过沿管束轴向间隔设有横向湍流机构和纵向湍流机构，基于流体动力学原理，横向湍流机构和纵向湍流机构均内间隔交替分布有换热管支承杆和湍流杆以及设置在湍流杆上的微扰流件，湍流杆结构以杆式支撑替代原弓形挡板，相邻的湍流机构相互横、竖垂直分布，取代折流板作换热管之间的支撑物，使壳程流体由横向流动变为平行流动，不仅大大减少了传热死区，而且大幅度减少了流体因多次反复折流而损失的壳程压降；还可使对流换热表面传热系数稳定在某个数值，实现低雷诺数下液体的微尺度流动与传热，大大增加本实用新型专利技术的传热效率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种深井煤矿高效换热器
本技术涉及换热器
，特别是涉及一种深井煤矿高效换热器。
技术介绍
煤矿是当今世界最主要的矿石能源，以我国发电装机为例，燃煤机组占全部装机容量约80%。煤矿资源随着开采强度和范围的增大，浅部资源越来越少，深部煤矿资源将是我国未来主体能源的后备保障。随着开采深度的不断增加，原岩温度不断升高，开采与掘进工作面的高温热害日益严重。这种高温环境使得井下作业人员体能下降、工作效率严重降低，易产生高温中暑、热晕并诱发其他疾病以及神经中枢系统失调，从而造成职工防护能力降低，严重影响生产安全。因此，必须要尽快研制出一种适用于深井煤矿的高效换热器，以解决深井煤矿的热害问题。换热器是深井煤矿开采中的关键设备，基于水资源、节能和煤矿开采安全等的综合考虑，我国在开采的深井煤矿以水为介质，通过热交换方式冷却开采工作面。现大多数深井煤矿中使用的换热器多为传统管壳式换热器，该种换热器在壳程设置若干块折流板，使流体高速横向冲刷管束，从而提高传热效果。但折流板换热器有几个致命缺陷:在壳侧存在大量流动死区，使有效传热面积减少25?30% ;流体的横向冲刷使管束产生诱导振动，形成管头松动或管子断裂，设备寿命周期短；壳侧流动阻力大，增加工业水泵的能耗；污垢容易沉积，导致传热效果恶化。
技术实现思路
本技术的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种深井煤矿高效换热器，该深井煤矿高效换热器可大大减少传热死区，大幅度减少流体因多次反复折流而损失的壳程压降，提高传热效率。本技术的目的通过以下技术方案实现:提供一种深井煤矿高效换热器，包括水箱、连接于水箱的导流筒、连接于导流筒的壳体，壳体内设置有管束，管束包括多个换热管和用于固定多个换热管的固定件，沿管束轴向间隔设有横向瑞流机构和纵向瑞流机构，横向瑞流机构和纵向瑞流机构均包括用于支撑换热管的折流杆和用于固定折流杆的折流圈，折流杆与换热管平行设置，折流杆的直径等于相邻两根换热管之间的间隙；相邻两根折流杆之间设置有湍流杆，湍流杆上设置有微扰流件。其中，微扰流件均匀分布于湍流杆上。其中，相邻的两个横向湍流机构设置一个纵向湍流机构。其中，深井煤矿高效换热器的结构设置为左右对称结构。其中，折流杆的直径大于湍流杆的直径。其中，水箱底部设置有支撑脚。本技术的有益效果:本技术通过沿管束轴向间隔设有横向湍流机构和纵向瑞流机构，基于流体动力学原理，横向瑞流机构和纵向瑞流机构均间隔交替分布有换热管支承杆和湍流杆以及设置在湍流杆上的微扰流件，湍流杆结构以杆式支撑替代原弓形挡板，相邻的湍流机构相互横、竖垂直分布，取代折流板作换热管之间的支撑物，使壳程流体由横向流动变为平行流动，不仅大大减少了传热死区，而且大幅度减少了流体因多次反复折流而损失的壳程压降；还可使对流换热表面传热系数稳定在某个数值，实现低雷诺数下液体的微尺度流动与传热，大大增加本技术的传热效率。【附图说明】利用附图对技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本技术的结构示意图。图2是横向湍流机构的局部结构示意图。图3是纵向湍流机构的局部结构示意图。图1至图3中包括有:水箱I ;导流筒2 ；壳体3;换热管4 ；横向湍流机构5;纵向湍流机构6;折流杆7 ；湍流杆8 ；微扰流件9 ；支撑脚10。【具体实施方式】结合以下实施例对本技术作进一步描述。本实施例的一种深井煤矿高效换热器，如图1至图3所示，包括水箱1、连接于水箱I的导流筒2、连接于导流筒2的壳体3，壳体3内设置有管束，管束包括多个换热管4和用于固定多个换热管4的固定件,沿管束轴向间隔设有横向瑞流机构5和纵向瑞流机构6，横向瑞流机构5和纵向瑞流机构6均包括用于支撑换热管4的折流杆7和用于固定折流杆7的折流圈，折流杆7与换热管4平行设置，折流杆7的直径等于相邻两根换热管4之间的间隙；相邻两根折流杆7之间设置有湍流杆8，湍流杆8上设置有微扰流件9。其中，微扰流件9均匀分布于湍流杆8上。其中,相邻的两个横向瑞流机构5设置一个纵向瑞流机构6。即一个横向瑞流机构和一个纵向湍流机构交错设置。其中，深井煤矿高效换热器的结构设置为左右对称结构，可使得换热的液体流速稳定。其中，折流杆7直径大于湍流杆8的直径。湍流杆8的作用是固定微扰流件，因此直径不用很大。微扰流件的作用是使流体产生湍流，强化传热。其中，水箱I底部设置有支撑脚10。支撑脚10可垫高换热器，换热器不直接放在地面，可减少热量从地面传出。本技术通过沿管束轴向间隔设有横向湍流机构5和纵向湍流机构6，基于流体动力学原理，横向瑞流机构5和纵向瑞流机构6均间隔交替分布有换热管4支承杆和瑞流杆8以及设置在湍流杆8上的微扰流件9，湍流杆8结构以杆式支撑替代原弓形挡板，相邻的湍流机构相互横、竖垂直分布，取代折流板作换热管4之间的支撑物，使壳程流体由横向流动变为平行流动，不仅大大减少了传热死区，而且大幅度减少了流体因多次反复折流而损失的壳程压降。还可使对流换热表面传热系数稳定在某个数值，实现低雷诺数下液体的微尺度流动与传热，大大增加本技术的传热效率。本技术的设计缘由如下:1.换热能力强。整个换热器的核心是加热与降温，换热器是热量利用和转换的工具，必须提供高效能的换热器。折流杆装置是深井煤矿高效换热器的核心部件。折流杆7的直径等于相邻两根换热管4之间的间隙，因而折流杆7与换热管4之间无间隙。换热管4穿过相邻的折流圈上的折流杆7所组成的通道，即被折流杆7紧紧夹住，从上下左右四个方位固定。其目的在于通过改善折流杆7支承方式，从而抑制了管子的不良振动。折流杆7与管子相互垂直，其接触方式是点接触，因此其对管子振动有较强的抑制作用，又便于换热管4呈错排排列，因此对管子不易造成磨损。这可以提高对数衰减比，以减少流体对管子的振动，延长使用寿命，提闻换热能力。2.结构紧凑。第一，矿井提供的电梯空间很小，设备的体积严格控制，要求设备结构紧凑。在换热面积不变或减少的情况下，通过提高流体的对数平均温差可以保证换热器的工作要求。采用本技术后，能大大减少流体阻力，提高流速，从而增大流体对数平均温差，达到在较小换热面积的情况下保证换热器的工作效率。换热面积的减小又使得换热器总体积的减小，因此使得换热器的结构更为紧凑，节省空间和材料达到使用目的。第二，本技术的核心部件采用低雷诺数下液体的微尺度流动与传热技术后，大大减少了流动死区，相当于增大了有效换热面积。在和传统换热器体积相同的情况下，本技术的有效传热面积增加20?30%。综上两点，深井煤矿闻效换热器结构紧凑，占用空间少，换热效率闻。3.防腐能力强。矿井水中，各种矿物质特别是氯根离子含量极高，对设备腐蚀性很强；因此必须要采用相关防腐蚀材料，提高换热器的防腐蚀能力。本新型深井煤矿高效换热器为了达到防流体腐蚀，专门在壳程下了功夫，通过运用错位湍流技术，使流经换热管4外表面的流体变一股流为多股流，流体纵向流过管束，流动阻力小，在防止流体诱导振动的同时也加强水流的微扰动，不断改变流体的流动方向和流动速度，产生混合流，大大减少流动死区和漏流死区。消除了流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深井煤矿高效换热器，包括水箱、连接于水箱的导流筒、连接于导流筒的壳体，壳体内设置有管束，管束包括多个换热管和用于固定多个换热管的固定件，其特征在于：沿管束轴向间隔设有横向湍流机构和纵向湍流机构,横向湍流机构和纵向湍流机构均包括用于支撑换热管的折流杆和用于固定折流杆的折流圈，折流杆与换热管平行设置，折流杆的直径等于相邻两根换热管之间的间隙；相邻两根折流杆之间设置有湍流杆，湍流杆上设置有微扰流件。

【技术特征摘要】
1.一种深井煤矿高效换热器，包括水箱、连接于水箱的导流筒、连接于导流筒的壳体，壳体内设置有管束，管束包括多个换热管和用于固定多个换热管的固定件，其特征在于:沿管束轴向间隔设有横向瑞流机构和纵向瑞流机构，横向瑞流机构和纵向瑞流机构均包括用于支撑换热管的折流杆和用于固定折流杆的折流圈，折流杆与换热管平行设置，折流杆的直径等于相邻两根换热管之间的间隙；相邻两根折流杆之间设置有湍流杆，湍流杆上设置有微扰流件。2.如权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：李权，何满潮，郭平业，尤天运，蓝月华，梁荣武，李伯周，
申请(专利权)人：茂名市茂港电力设备厂有限公司，
类型：实用新型
国别省市：