[發(fā)明專利]一種曲面弓形折流板管殼式換熱器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710065574.7
• 申請日: 2007-04-17
• 公開（公告）號: CN101290199A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢才富;范德順;徐鴻
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學
• 主分類號: F28D7/16
• 分類號: F28D7/16;F28F9/24
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 何清清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種管殼式換熱器，具體涉及對管殼式換熱器的弓形折流板的改進。

背景技術(shù)

管殼式換熱器具有可靠性高、適應(yīng)性、設(shè)計、制造和使用簡單等優(yōu)點，廣泛的應(yīng)用于石油化工、電力、環(huán)保等工業(yè)領(lǐng)域。管殼式換熱器通常由管箱、管板、殼體、折流板、換熱管、拉桿、定距管及工藝接管等組成。其中折流板除在臥式換熱器殼體內(nèi)支撐管束外，還起到使流體按特定的通道流動，提高殼程流體的流速、增加湍流程度、改善傳熱特性的作用。根據(jù)換熱器折流板的形狀和使流體在換熱器殼體中流動通道的形式，現(xiàn)有的換熱器折流板有弓形折流板及螺旋折流板，傳統(tǒng)的弓形折流板為平板式的，即圓形平板截成缺口弓形，垂直于換熱器殼體和換熱管軸線平行排放，使流體在殼體內(nèi)沿軸線形成迂回流動，這種平板式的弓形折流板引起殼程流體流動速度分布不盡合理，“死區(qū)”較大，有效流通面積較小，流動阻力大。螺旋折流板是將多塊折流板沿殼體軸線布置成近似螺旋面，使換熱器殼程流體呈螺旋狀連續(xù)流動。如中國專利200320106763.1公開的螺旋折流板管殼式換熱器，由兩塊或四塊扇形平板拼接成近似螺旋面，這類螺旋折流板雖然使流體流動形式最合理，但是比弓形折流板安裝困難，加工成本高，精度難以保證，不利于工業(yè)標準化，且由多塊扇形平板拼接的螺旋流道存在漏流，增加流體阻力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為改善弓形折流板管殼換熱器殼程流體流速分布、增大有效流通面積、減小流動阻力和“死區(qū)”提供一種加工、安裝便捷、傳熱效果好的曲面弓形折流板管殼式換熱器。

主要技術(shù)方案：本發(fā)明的換熱器包括：換熱器筒體，筒體上兩端側(cè)面分別開有殼程流體進口和殼程流體出口，筒體和管板連接，筒體中有換熱管束，管束穿過一組弓形折流板的管孔，軸線平行固定于管板之間，折流板由拉桿和定距管沿軸向平行均布固定，拉桿和定距管固定在管板上，管板外側(cè)連接管箱，其中所述的弓形折流板為曲面狀弓形折流板，每塊折流板曲面外凸側(cè)朝向殼程流體進口，弓形折流板缺口水平上下或垂直左右間隔錯開安置，在筒體內(nèi)形成流體迂回流動通道。

上述的曲面弓形折流板的曲面可以為圓弧面、橢圓面、由平面和圓弧面組成的組合曲面或由不同半徑圓弧面組合的曲面。優(yōu)選采用圓弧面，圓弧半徑根據(jù)換熱器筒體內(nèi)徑?jīng)Q定，圓弧面半徑為筒體內(nèi)徑的0.6-3倍。

本發(fā)明的曲面弓形折流板應(yīng)用于管殼式換熱器，包括固定管板式、浮頭式和U形管式換熱器。

本發(fā)明的效果：本發(fā)明采用曲面狀弓形折流板，使被導流后的殼程流體流線趨于光滑，且和兩曲面狀弓形折流板之間的流道一致，從而明顯改善殼程流體流速分布，增大有效流通面積，減小“死區(qū)”。與平板式弓形折流板相比，本發(fā)明既增大了傳熱膜系數(shù)和有效換熱面積，又減小了流動阻力。對于同樣換熱介質(zhì)、同樣規(guī)格和型式的換熱器，本發(fā)明提供的曲面弓形折流板換熱器比普通的平板弓形折流板換熱器換熱效率提高10％，壓力降下降10％。同時保持了弓形折流板加工、安裝方便，適宜標準化，成本低的優(yōu)勢。

附圖說明

圖1曲面弓形折流板管殼換熱器結(jié)構(gòu)圖

具體實施方式：

下面用實施例對本發(fā)明進一步說明。但本發(fā)明不限于以下實施例。

如圖1所示，本發(fā)明管殼換熱器包括：安放在鞍座9上的筒體3，筒體上兩端側(cè)面分別開有殼程流體進口7和殼程流體出口11，筒體兩端固定有管板2，兩管板外側(cè)分別連接兩個管箱1，兩管箱上分別開有管程流體進口12和出口8，筒體中有換熱管束6，管束穿過一組曲面弓形折流板4的管孔，軸線平行的固定于管板之間，曲面弓形折流板是由圓形平板截出缺口，加工成平板弓形折流板，再壓制成圓弧或橢圓等曲面狀，折流板由拉桿10和定距管5沿軸向均布固定，每塊折流板曲面外凸側(cè)朝向殼程流體進口，弓形折流板圓缺水平上下或垂直左右間隔錯開安置，在筒體內(nèi)形成流體迂回流動通道。圖1所示折流板為水平上下布置，即：靠近殼程流體進口的第一塊弓形折流板貼近進口管的筒壁安裝，圓缺口呈水平朝下，把流體順折流板曲面向下導流，第二塊折流板貼近下筒壁安裝，圓缺水平朝上，其他折流板依次按缺口朝下或朝上間隔錯開安置，使流體在筒體內(nèi)形成上、下迂回流動通道。弓形折流板也可以垂直左右布置，即折流板缺口朝向筒體的左筒壁或右筒壁垂直布置，使流體在筒體內(nèi)形成左、右迂回流動通道。

本發(fā)明從加工安裝方便出發(fā)，曲面弓形折流板的曲面優(yōu)選采用圓弧面，圓弧面半徑為筒體內(nèi)徑的0.6-3倍。也可以采用由平面和圓弧面或由不同半徑圓弧面組合的曲面。