[實(shí)用新型]蜂巢型管殼式熱交換器無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 00200799.1 | 申請日： | 2000-01-26 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN2456124Y | 公開（公告）日： | 2001-10-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 姚學(xué)其;姚寧海 | 申請（專利權(quán)）人： | 陸淑敏 |
| 主分類號(hào)： | F28D7/08 | 分類號(hào)： | F28D7/08 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 730050 甘肅省蘭州*** | 國省代碼： | 甘肅;62 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 蜂巢 管殼 熱交換器 | ||
本實(shí)用新型涉及石油化工設(shè)備領(lǐng)域中一種具有蜂巢型管束的管殼式熱交換器，適用于煉油、化工、電力、冶金、采暖等行業(yè)各種類型管殼式熱交換器。
在傳統(tǒng)的普通管殼式熱交換器中，普遍地采用折流板以支撐管子和改變殼程流體的流動(dòng)方向和流速，而園缺型折流板又是其中應(yīng)用最為廣泛的一種折流板型式。〖1〗殼程流體在這種傳統(tǒng)折流板的作用和引導(dǎo)下，形成以流向垂直于換熱管的錯(cuò)流流路為主的流動(dòng)方式。換熱效率主要是通過減小折流板間距，提高殼程流體流速來得到的。在參數(shù)相同的情況下，流體壓力降與流道長度成正比，與流體流速的平方成正比。〖2〗從而導(dǎo)致傳統(tǒng)管殼式熱交換器為了提高換熱效率，不得不以提高流速，犧牲壓降為代價(jià)。同時(shí)，錯(cuò)流流路容易引發(fā)管束的橫向振動(dòng)，造成對換熱管的傷害，使熱交換器大型化設(shè)計(jì)受到限制。傳統(tǒng)折流板也導(dǎo)致殼程流體存在換熱死區(qū)，既影響了管殼式熱交換器的結(jié)構(gòu)緊湊性，也導(dǎo)致結(jié)垢及難于清洗的問題的產(chǎn)生。本實(shí)用新型通過采用具有蜂巢型框架結(jié)構(gòu)的蜂巢型管束，使殼程流體從以錯(cuò)流流路為主轉(zhuǎn)變成為以徑向混合流路為主的流態(tài)。通過徑向混合作用達(dá)到強(qiáng)制換熱界面更新，提高換熱效率的目的。蜂巢型框架結(jié)構(gòu)對殼程流體的剪切、約束，使流體的湍動(dòng)不再受流速的束縛，流體自身能量的大部分被用于增強(qiáng)流體的湍動(dòng)效果上。徑向混合作用也解決了流體分配不均勻帶來的問題，使流體的沿程摩擦阻力和局部阻力降到很低的水平，從而能夠在較高的換熱效率下保持較低的壓降。同時(shí)，徑向混合作用也消除了換熱死區(qū)，減少了引發(fā)橫向振動(dòng)的誘因，為熱交換器的在線清洗提供了方便。
針對目前傳統(tǒng)管殼式換熱器普遍存在的換熱效率低、壓降高、金屬耗量大、易結(jié)垢、難清洗及換熱管振動(dòng)等問題，本實(shí)用新型從改變殼程流體基本流態(tài)著手，解決了傳統(tǒng)管殼式熱交換器存在的以上諸多問題。特別是對于傳統(tǒng)換熱器及折流桿換熱器不能很好解決的高粘度，易結(jié)垢流體的換熱，本實(shí)用新型具有十分良好的使用效果。
本實(shí)用新型的特征在于具有蜂巢型結(jié)構(gòu)的蜂巢型管束[3]，結(jié)合附圖，可以看到蜂巢型管束是由傾斜交錯(cuò)排列的折流板[11][12]、換熱管[14]、定距器[10]組成。在蜂巢型管束中，傳統(tǒng)折流板被替換成具有一定傾斜角度的、彼此交錯(cuò)排列的條狀傾斜折流板[11][12](見附圖3)，傾斜折流板的角度及間距由定距器[10]保證，根據(jù)不同的工藝需要，可做適當(dāng)調(diào)整；換熱管[14]穿過傾斜折流板上的管孔，固定于管板[8]上，構(gòu)成蜂巢型管束[3]。蜂巢型管束[3]與殼體[2]組成完整地呈立體蜂巢結(jié)構(gòu)的殼程流通空間。進(jìn)一步地，分以下幾個(gè)方面，來說明以上結(jié)構(gòu)是如何實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的的：1．傳熱性能
流體流經(jīng)具有蜂巢型管束的殼程時(shí)，受到傾斜折流板[11][12]的剪切，在蜂巢型流道空間內(nèi)被分割成數(shù)量眾多的小股流體，由于流道空間的約束及延伸作用，被強(qiáng)制改變流動(dòng)方向，在進(jìn)入下一個(gè)蜂巢單元時(shí)，這種作用被進(jìn)一步地強(qiáng)化，使流體不斷地發(fā)生分流、旋轉(zhuǎn)、合流等作用。在連續(xù)地被分割、剪切及延伸合流的過程中，流體換熱界面被一而再，再而三的強(qiáng)制更新。結(jié)果是徹底消除了環(huán)隙間平行流，熱量和溫度在徑向上得到均勻地分配，這時(shí)殼程流體的湍動(dòng)效果要比傳統(tǒng)管殼式熱交換器劇烈的多，殼程膜傳熱系數(shù)被大大提高了。同時(shí)，由于這種徑向混合作用，整個(gè)殼程空間的傳熱十分均勻，消除了傳統(tǒng)管殼式熱交換器存在的返混及換熱死區(qū)的問題；徑向混合作用也造成殼程流體流向的非單一性，延長了污垢的生成時(shí)間，降低了結(jié)垢熱阻，進(jìn)一步地提高了熱交換器的總傳熱系數(shù)。2．壓降
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