[實(shí)用新型]一種變距雙螺旋折流板換熱器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020294041.3
• 申請(qǐng)日: 2010-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201867093U
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李軍;齊彩霞;邢麗娟;呂慧;臺(tái)寧寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)(華東)
• 主分類號(hào): F28D7/00
• 分類號(hào): F28D7/00;F28F9/24;F28F13/12
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種管殼式換熱設(shè)備，特別涉及一種螺旋折流板換熱器。

背景技術(shù)

換熱器是煉油、化工、環(huán)保、能源、電力等工業(yè)中一種重要的單元設(shè)備，通常在化工廠的建設(shè)中，換熱器約占總投資的10-20％，其中，管殼式換熱器占有世界換熱器市場(chǎng)總額的37％。但在管殼式換熱器中，傳統(tǒng)弓型折流板存在很多問(wèn)題：(1)弓型折流板使流體垂直沖擊殼體壁面，造成較大的沿程壓降；(2)折流板與殼體壁面相接處產(chǎn)生流動(dòng)滯止死區(qū)，換熱效率降低，且容易結(jié)垢；(3)折流板與殼體壁面之間及換熱管與折流板之間存在漏流，使殼側(cè)存在較大的旁路流動(dòng)，旁流及漏流降低了有效的橫掠管束的質(zhì)量流量，減小了殼側(cè)的換熱效率；(4)高速流體橫掠換熱管束，會(huì)誘導(dǎo)換熱管的振動(dòng)，縮短了換熱器的壽命。

20世紀(jì)60年代，已有學(xué)者提出了螺旋折流板換熱器的思想。螺旋折流板換熱器把折流板布置成螺旋面，使換熱器殼側(cè)流體呈螺旋狀流動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)有效地降低殼側(cè)的流動(dòng)阻力及強(qiáng)化傳熱的目的?，F(xiàn)有的螺旋折流板換熱器有兩類，一類是采用兩塊或者多塊扇形、橢圓形平板組成近似螺旋曲面的非連續(xù)螺旋折流板換熱器，另一類是采用連續(xù)螺旋曲面的連續(xù)螺旋折流板換熱器。相對(duì)于非連續(xù)螺旋折流板而言，連續(xù)螺旋折流板使得流動(dòng)更接近螺旋型，可進(jìn)一步減少阻力和漏流。流體流動(dòng)更接近縱向塞流，有效的減少流動(dòng)死區(qū)，減小了管子的振動(dòng)，減少了流動(dòng)壓降，提高了換熱效率，目前已廣泛應(yīng)用在化工煉油等諸多場(chǎng)合。

在螺旋折流板換熱器中，流體流動(dòng)在接近殼體內(nèi)表面位置處時(shí)，由于與理想的螺旋運(yùn)動(dòng)有偏差，并沒(méi)有出現(xiàn)理想化的速度分布，此處流速相應(yīng)較低，存在緩慢流動(dòng)區(qū)，故傳熱效果不理想。因此，為克服上述不足之處，進(jìn)一步加強(qiáng)傳熱效果，可以考慮在殼程引入一種雙螺旋流動(dòng)。即折流板分為內(nèi)外兩層，且均為連續(xù)螺旋折流板，兩者交錯(cuò)布置，通過(guò)兩者的流體做內(nèi)外螺距不同的螺旋運(yùn)動(dòng)，流體流路分布發(fā)生變化。而且，流體在做雙螺旋運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還伴有變螺距運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步提高了流體的湍動(dòng)程度，使殼測(cè)流體傳熱系數(shù)變大，從而強(qiáng)化傳熱效果。本實(shí)用新型與公開(kāi)于2006年7月19日的公開(kāi)號(hào)為CN1804528A的中國(guó)專利所不同的是，本實(shí)用新型折流板形式與布置方式完全不同，且本實(shí)用新型折流板為變距螺旋，彌補(bǔ)了上述換熱器結(jié)構(gòu)上的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種變距雙螺旋折流板換熱器。它可以改變殼程流體的流路分布，改善流體的流動(dòng)狀況，加大流體的湍動(dòng)程度，從而提高殼測(cè)傳熱系數(shù)。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種變距雙螺旋折流板換熱器，包括殼體，換熱管束，管板和殼體內(nèi)內(nèi)外兩層螺旋折流板，換熱管束穿過(guò)內(nèi)外兩層螺旋折流板，并連接于殼體兩端的兩塊管板上，其特征在于，所述換熱器殼體內(nèi)徑為2R，螺旋折流板由內(nèi)外兩層組成，且均為連續(xù)螺旋折流板，其中內(nèi)螺旋折流板布置在殼體內(nèi)中心區(qū)域，其投影圓半徑為r，r＜R，外螺旋折流板投影為圓環(huán)，圓環(huán)外半徑r₁＝R，圓環(huán)內(nèi)半徑r₂＝r，外螺旋折流板與內(nèi)螺旋折流板交錯(cuò)布置，它們組成的投影圓半徑等于R。

所述螺旋折流板所述內(nèi)外兩層螺旋折流板均為變距螺旋。

所述螺旋折流板螺旋角按流體流向依次變大或依次變小或交錯(cuò)變換。

所述螺旋角Φ取值范圍：5°≤Φ≤50°。

所述連續(xù)螺旋可以為左手螺旋也可以為右手螺旋。

本實(shí)用新型通過(guò)將連續(xù)螺旋折流板分為內(nèi)外兩層，兩者交錯(cuò)布置，通過(guò)兩者的流體做內(nèi)外螺距不等的螺旋運(yùn)動(dòng)，流體流路分布發(fā)生變化。而且，流體在做雙螺旋運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還伴有變螺距運(yùn)動(dòng)，提高了流體的湍動(dòng)程度，使殼測(cè)流體傳熱系數(shù)變大，從而強(qiáng)化傳熱效果。

本實(shí)用新型的有益效果：

(1)殼程傳熱系數(shù)大幅提高。由于本實(shí)用新型引入了雙螺旋運(yùn)動(dòng)與變距螺旋流，有效地強(qiáng)化了殼程流體的對(duì)流混合，改善了流體的流動(dòng)狀態(tài)，使流體流動(dòng)的湍動(dòng)程度提高，極大的提高了殼程流體的傳熱系數(shù)。

(2)換熱器殼程的雙螺旋折流板結(jié)構(gòu)，一定程度上減少了殼程的流動(dòng)死區(qū)，使殼程流體流動(dòng)形式更為接近理想的螺旋流。

(3)換熱器殼程綜合性能良好，相同壓降下的殼測(cè)傳熱系數(shù)較高，具有高效低阻的特點(diǎn)，尤其適合殼側(cè)為高粘度流體，殼側(cè)流量有限，且要求較高換熱系數(shù)的場(chǎng)合。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型變距雙螺旋折流板換熱器右視基準(zhǔn)面剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型變距雙螺旋折流板換熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型變距雙螺旋折流板換熱器內(nèi)部螺旋折流板結(jié)構(gòu)示意圖。