換熱器是不僅直接影響工藝能耗的重要熱能轉(zhuǎn)換設(shè)備，也是保證工程設(shè)備正常運(yùn)行不可缺少的功能部件，在金屬消耗、動(dòng)力消耗和投資方面占據(jù)整個(gè)工程的重要份額。在電力、石油、化工等高能耗工業(yè)部門，換熱器的傳熱性能直接影響工業(yè)系統(tǒng)的能耗水平。在石化行業(yè)，換熱器的投資約占系統(tǒng)設(shè)備總投資的40%。如果用高效節(jié)能換熱器代替?zhèn)鹘y(tǒng)換熱器，換熱系統(tǒng)的總能耗可以降低20%~30%；在熱電廠，如果鍋爐也用作換熱設(shè)備，換熱器的投資約占整個(gè)電廠的70%；在動(dòng)力消耗方面，以車輛為例，車輛冷卻系統(tǒng)消耗的功率約占發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的3%~15%；在制冷機(jī)中，蒸發(fā)器的質(zhì)量約占總質(zhì)量的30%~40%，其動(dòng)力消耗約占總值的20%~30%，在以氟里昂為現(xiàn)代水冷機(jī)組制冷劑的70%。

  管式換熱器是化工和酒精生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的換熱器。它主要由外殼、管板、換熱管、密封頭、折疊擋板等組成。所需材料 ，可分別由普通碳鋼、銅或不銹鋼制成。換熱時(shí)，一種流體從密封頭的連接管進(jìn)入，從密封頭另一端的出口管流出，稱為管程；另一種流體從殼體的接管進(jìn)入，從殼體的另一個(gè)接管處流出，稱為殼體范圍。

  管式換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、成本低廉，但管外不能機(jī)械清洗。該換熱器管束連接到管板上，管板焊接在外殼兩端，并與頂蓋連接，頂蓋和外殼配備流體進(jìn)出口接管。通常，一系列垂直于管束的擋板安裝在管道外。同時(shí)，管道與管板與外殼的連接是剛性的，管道內(nèi)外有兩種不同溫度的流體。因此，當(dāng)管壁與殼壁之間的溫差較大時(shí)，由于兩者之間的熱膨脹不同，會(huì)產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力，甚至彎曲或松動(dòng)管道，甚至損壞換熱器。

  目前，我國(guó)工業(yè)系統(tǒng)中90%以上的管式換熱器采用傳統(tǒng)的弓形折流板光滑管結(jié)構(gòu)。這種換熱器體積大，材料消耗大，工藝系統(tǒng)能耗高，需要改進(jìn)。鑒于弓形折流板在結(jié)構(gòu)上阻礙流體流動(dòng)、降低傳熱性能的缺點(diǎn)，許多研究改進(jìn)了它，并開發(fā)了一種新型的管間支撐結(jié)構(gòu)。螺旋折流板是近年來快速發(fā)展起來的一種新型管間支撐結(jié)構(gòu)。在螺旋折流板換熱器中，流體在殼體范圍內(nèi)呈均勻的螺旋流動(dòng)，類似于塞狀流。流體幾乎沒有混合現(xiàn)象，也沒有流動(dòng)死區(qū)。

  因此，殼體范圍的壓降能有效地轉(zhuǎn)化為傳熱系數(shù)的提高，不會(huì)出現(xiàn)管束振動(dòng)問題，污垢難以聚集，特別適用于殼體范圍內(nèi)流體傳熱強(qiáng)化的傳熱阻力。目前，國(guó)外熱交換器主要采用不連續(xù)的螺旋折疊板熱交換器。整體連續(xù)螺旋折疊板可以克服不連續(xù)螺旋折疊板泄漏流量的缺點(diǎn)，但整體連續(xù)螺旋折疊板需要固定在中心管周圍。如果中心管不布置管道，則會(huì)浪費(fèi)殼體直徑空間，減少傳熱面積。為了充分利用殼體直徑管，殼體可以設(shè)計(jì)為多殼體程結(jié)構(gòu)，但內(nèi)殼體程設(shè)置了不同的折疊板結(jié)構(gòu)，增加了制造的復(fù)雜性。同時(shí)，流體在多殼體程之間串聯(lián)流動(dòng)，流量長(zhǎng)，從而增加壓降。

  提供了一種螺旋折流加工方法，可實(shí)現(xiàn)螺旋折流板基板的加工，得到螺旋曲線好，內(nèi)孔盡可能小的螺旋折流板，加工工藝簡(jiǎn)單，工具易于實(shí)施。該方法的實(shí)施不需要圍繞中心管固定。成型的螺旋折流板基板是一種具有一定長(zhǎng)度的連續(xù)螺旋折流板。根據(jù)實(shí)際需要，可以整體使用，也可以后切割使用，以便進(jìn)行后續(xù)的開口操作。

  與我國(guó)廣泛使用的弓形折流板光滑管換熱器相比，螺旋折流板強(qiáng)化管換熱器的總傳熱系數(shù)可在同一空白管面積下提高50%以上，大大提高了換熱器的換熱能力。在相同的換熱負(fù)荷下，可以節(jié)省20-30%的換熱面積節(jié)省了大量的金屬消耗和勞動(dòng)力成本。2021年4月，高效連續(xù)螺旋折流板管式換熱器設(shè)計(jì)與制造技術(shù)專家評(píng)審。該研發(fā)項(xiàng)具有高效螺旋折流板換熱器的制造能力。無中心管、直線曲面連續(xù)螺旋折流板換熱器對(duì)大型石油化工企業(yè)具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，為加快現(xiàn)代化步伐的中國(guó)提供了大面積的節(jié)能減排效果，具有優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。