[發明專利]新型防短路螺旋折流板管殼式換熱器

無效

• 申請號: 200710193818.X
• 申請日: 2007-11-24
• 公開（公告）號: CN101441048A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 裴志中;宋小平
• 申請（專利權）人: 裴志中;宋小平;李娟
• 主分類號: F28F9/24
• 分類號: F28F9/24;F28D7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域

本發明涉及石油、化工、發電、冶金、食品、制藥等行業工藝流程中的管殼式螺旋折流板換熱器。

(二)背景技術

近年來石油化工等行業廣泛使用的管殼式螺旋折流板換熱器，其殼程流型既不是垂直弓板形成的橫向流，也不是折流桿形成的縱向流，而是一種按照螺旋曲線環繞殼體軸心盤旋流動的螺旋流，這種流型避免了垂直弓板型流動方式帶來的直角轉向的大壓力降和滯留區，從而提高了流速，充分利用了換熱面積，達到了提高換熱效率、減少壓力降、減少了結垢和沉淀物淤積作用。

第一代管殼式螺旋折流板換熱器的螺旋折流板其結構為投影為360°/x的扇形板(1≤x≤16的整數)，每塊傾斜一定角度的扇形板從殼體前到殼體后依次對接排列，形成了準螺旋折流通道，但是在每兩塊相鄰扇形螺旋折流板交叉處的三角形空間，有大量介質從三角形空間短路漏流(見圖1)，導致換熱效率大幅度下降。以上弊端在直徑大于1米的管殼式螺旋折流板換熱器中尤為明顯，甚至換熱效率不如垂直弓板折流換熱器。

為了解決上述問題，有人提出在每兩塊相鄰扇形螺旋折流板交叉處的三角形空間焊三角形鋼板，但實際制造難以實現。因為三角形鋼板必須在穿管前與兩兩相鄰螺旋折流板焊牢，焊牢后的螺旋折流板無法調整位置與姿態，換熱管很難穿過焊牢后的螺旋折流板孔進入管板孔；而且三角形鋼板只能在四管程結構設計中安置，而在大量采用的兩管程結構設計中，有一半的三角形空間不能焊三角形鋼板。因此這種防短路設想僅從制造角度考慮就難以實現。

(三)發明內容

鑒于上述螺旋折流板管殼式換熱器的不足，本發明旨在公開一種結構更為合理的新型防短路螺旋折流板管殼式換熱器，以便杜絕三角形短路空間，使任何直徑的換熱器都能設計成既制造、裝配容易又節省材料，既剛性強、能耗小，又換熱效率高、防振性能好的理想螺旋折流板管殼式換熱器。

本發明的技術解決方案是這樣實現的：

一種新型防短路螺旋折流板管殼式換熱器，包括殼體、投影為360°/4的扇形螺旋折流板、換熱管、拉桿，其特征在于還包括在三角形短路空間設防短路擋管、連接桿，投影為360°/4的扇形螺旋折流板兩側直邊分別加寬，寬度大于防短路擋管直徑的二分之一，所述防短路擋管是由數根空心梯形管組成的梯形管排，梯形管的兩端斜度與扇形折流板的傾角相等，且梯形防短路擋管兩端斜面分別緊貼兩相鄰螺旋折流板的投影重疊部位斜面，數量與防短路擋管相同的所述連接桿穿過兩相鄰螺旋折流板加寬重疊部位投影的中心線和三角形空間內的梯形防短路擋管管排，連接桿兩端分別被緊固件緊固于兩相鄰直邊交叉的螺旋折流板上。

上述在三角形短路空間設防短路擋管、連接桿的創新，可將防短路擋管、連接桿穿插過任何管程結構的三角形短路空間，由于連接桿與兩端螺旋折流板的連接不采用焊接固定為一體的方法，而是采用可隨意調節的緊固件的固定方法，螺旋折流板的位置與姿態可隨時調整，換熱管的裝配變得非常容易，并且每塊螺旋折流板被緊密的連接成無間斷的，無三角形短路空間的理想螺旋折流通道，使介質沿著理想的螺旋通道無泄露地推進，確保了換熱效率的大幅度提高，同時因結構連續和緊湊，又提高了設備的剛性和防振性；螺旋折流板兩側直邊分別加寬寬度大于防短路擋管直徑的二分之一，既滿足了裝配接桿孔和防短路擋管的需要，又極大的節約了材料和省去了加寬部分的鉆換熱管孔量，因螺旋折流板加寬部位無換熱管排或減少換熱管排穿過，螺旋折流板與換熱管的裝配變得非常順暢，因而大幅度提高了工效和降低了生產成本。

所述新型防短路螺旋折流板管殼式換熱器其特征在于還包括連接定位管，所述連接定位管從前至后貫穿相鄰所述螺旋折流板的加寬重疊部位的投影中心線，與前后兩端的螺旋折流板固定，所述的連接定位管是空心的兩端封閉的金屬管，其在加寬重疊部位的投影中心線上的確切位置和數量可根據殼體直徑大小決定，但殼體直徑大于1.2米時，穿過兩相鄰螺旋折流板加寬重疊部位投影的中心線的連接定位管至少設2根，因所述連接定位管設置在螺旋折流板加寬重疊部位的投影中心線處，有益于每塊折流板的準確定位及穿管的精度，并進一步強化了折流板之間的連接，使得管束結構更緊湊，進而提高了管束的剛性和抗震性能，也避免了裝配時的徑向分離。

與現有技術相比，本發明的有益效果是顯而易見的：

本發明所述的技術方案其結構更合理更緊湊，杜絕了三角形短路空間的短路漏流現象，確保任何直徑換熱器都可大幅度提高換熱效率，解決了螺旋折流板換熱器不適用于大直徑管殼式換熱器的問題，另一方面還特別增強了設備整體的剛性和防震抗震性能，并且制造及裝配容易，降低了成本，提高了工效。

(四)附圖說明