[實用新型]一種管殼式換熱器

無效

• 申請號: 200620047892.1
• 申請日: 2006-11-17
• 公開（公告）號: CN200968787Y
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 王學生;何克強;周先桃;費培忠;徐宏;潘家楨
• 申請（專利權）人: 上海動力設備有限公司;華東理工大學化工機械研究所
• 主分類號: F28D1/04
• 分類號: F28D1/04;F28F13/06
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本實用新型涉及一種管殼式換熱器，可以實現一種流體對另外一種流體的傳熱而又不發生質量傳遞，尤其涉及一種大型雙弓形折流板管殼式換熱器中需要強化殼程換熱的過程裝備，屬于強化傳熱技術領域。

背景技術

目前，公知的管殼式換熱器是由容器殼體、殼程流體進口、殼程流體出口、折流板、換熱管、管板、封頭，管程流體進口，管程流體出口等組成的。當高溫流體從殼程進口進入時，低溫流體就從管程進口進入；當高溫流體從管程進口進入時，低溫流體就從殼程進口進入；然后不同溫度的流體通過換熱管進行熱量傳遞。由于管殼式換熱器殼程間的流通面積很大，造成殼間流動速度很小，致使換熱管殼程側的表面換熱系數很小。

一般來說，殼程側的流動可以分為上折流板到下折流板間的平行于換熱管軸線的軸向流動、折流板間垂直管子軸向的錯流流動以及因管子與折流板間的環隙而形成的射流流動等幾種主要形式；從量的角度來看，為解決換熱管的蠕動腐蝕、射流磨損以及強化折流板的支撐作用而將折流板與換熱管設計成過盈配合，因而殼程間的射流流動可以忽略不計；而隨著管殼式換熱器向大型化的發展，徑向尺度相對于折流板間距的尺度也就逐漸變大，從而使錯流流動成為大型管式換熱器殼程間的主要流動形式。

但殼程間的錯流流動會在換熱管的后部形成很大的滯流區，當換熱管采用容易清洗正方形布置時，換熱管殼程側面處于滯流區的面積超過三分之一以上，也就是說這部分換熱管的換熱面積沒有對傳熱做出自己的貢獻，從而降低了管殼式換熱器的換熱效果。另一方面，在折流板遠離其開口的位置，也會因為其折流的方向改變而形成很大的滯流區，使該區域的換熱管喪失其對殼程流體的傳熱功能。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種不僅在錯流區域能有效抑制換熱管背后的滯流區，而且能有效減少遠離折流板開口位置滯流區的管殼式換熱器。

為實現以上目的，本實用新型的技術方案是提供一種高效換熱器，包括管程流體進口、封頭、管板、管程流體出口、殼程流體出口、U形換熱管、殼體、殼程流體進口，管程流體進口和殼程流體進口分別設于殼體上面的兩端，管程流體出口和殼程流體出口分別設于殼體的下端，封頭設于殼體的一端，其特征在于，U形換熱管穿過至少一塊邊折流板通過管板設于殼體中間，在邊折流板直徑處垂直設有至少一根阻尼管，在殼體上下端空間處設有至少一塊與邊折流板平行的阻尼擋板，阻尼擋板通過U形換熱管與邊折流板連接，在殼體兩側設有拉桿。

為提高換熱管在殼程面的換熱系數，本實用新型采用折流板來減小殼程間的流通面積，增加殼程間流體的流動速度，進而強化了換熱管在殼程側表面的傳熱過程。

本實用新型利用阻尼板間沒有布置換熱管的空間來提升殼程內流體在遠離折流板開口位置的靜壓能，從而增加沿折流板平面上的流體的推動力，進而消除遠離折流板開口處換熱管殼程側面的滯流區，強化管殼式換熱器的傳熱過程；同時由于阻尼板間的壓力推動作用，使管子間的錯流流動受到干擾，有效地消除了流體在換熱管間流動形成的滯流區，也很好地強化了傳熱過程；密封管也起到這種作用。阻尼板、阻尼管與折流板連接，增加了折流板的剛度，可以有效減少換熱管的高溫蠕動腐蝕。拉桿與筒壁實現最小間隙，可以有效地減少流體沿筒體壁面形成的短路流，也可以起到強化傳熱的作用。

本實用新型的優點是減少殼程流體換熱管后部的滯流區，提高換熱管在錯流滯流區的換熱能力；同時減少遠離折流板開口位置的滯流區，提高換熱管在遠離折流板開口位置的換熱能力。

附圖說明

圖1為一種管殼式換熱器結構示意圖；

圖2為一種管殼式換熱器剖面圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

實施例

如圖1、2所示，為一種管殼式換熱器結構示意圖，所述的一種管殼式換熱器由管程流體進口1、封頭2、管板3、管程流體出口4、殼程流體出口5、阻尼擋板6、邊折流板7、U形換熱管8、殼體9、阻尼管10、殼程流體進口11和拉桿12組成。

管程流體進口1和殼程流體進口11分別安裝在殼體9上面的兩端，管程流體出口4和殼程流體出口5分別安裝在殼體9的下端，封頭2安裝在殼體9的一端，U形換熱管8穿過至少一塊邊折流板7通過管板3安裝在殼體9中間，在邊折流板7直徑處垂直安裝4根阻尼管10，在殼體9上下端空間處安裝至少一塊與邊折流板7平行的阻尼擋板6，阻尼擋板6的兩側面不布置換熱管，阻尼擋板6通過U形換熱管8與邊折流板7連接，而相對于換熱管的斷面則留有微小的間隙，其余端面與殼壁固定密實連接，在殼體9兩側設有拉桿12，拉桿12與筒體壁面實現最小間隙。

工作時，殼程流體從一個折流板7開口流向下一個折流板7開口的過程中，一部分流體形成平行于折流板7的錯流流動，但該流動同時受到阻尼擋板6和阻尼管10的作用而消除了U形換熱管8周圍的流動滯流區；同時阻尼擋板6間由阻尼擋板6、殼體9壁和U形換熱管8構成的流道將上一個折流板7和下一個折流板7連通，有效地消除了遠離折流板管口區域形成的滯流區；隨著這兩個滯流區的消除，有效地利用和強化了殼程間流體的傳熱過程，從而使換熱器成為高效管殼式換熱器。