[發(fā)明專利]管殼式換熱器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180061756.1
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN103261829A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設計）人: A.阿塔莫;P.朱霍拉
• 申請（專利權）人: 林哈特公司
• 主分類號: F28F9/013
• 分類號: F28F9/013;F28D7/16
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳荃芳

本發(fā)明涉及一種管殼式換熱器，其包括由殼體圍繞的熱表面管，所述管在一個端部處經由管板與入口端部腔連通，而在另一端部處經由管板與出口端部腔連通，且在換熱器的管際空間（shell?side）中存在至少一個由扁平條制成的擋板（baffle?plate），用于支撐熱表面管和用于引導管際空間流。

用于引導管際空間流和用于支撐熱表面管的最常用的技術方案是使用由板制成的引導段/支撐導流板（baffle）。這類導流板的構造和尺寸在例如TEMA標準（管式換熱器制造協會標準）中已詳細討論。這類導流板的缺點是在由換熱器殼體和擋板形成的角落處存在“死區(qū)”，在死區(qū)流速緩慢且換熱很差，這些區(qū)域還很容易被污染，尤其是這些管具有用于大直徑的換熱器中的較小直徑且薄壁時，它們?yōu)闊岜砻婀芴峁┑目拐鸷褪Х€(wěn)的支持不夠充分。

美國專利公布號5,642,778公開了用于支持熱表面管的另一種解決方案。其中，熱表面管借助平行地附接至其的外環(huán)和圓形導流板桿（baffle?rode）支撐。通過改變導流板桿的厚度和數量可提供管的所需節(jié)距和支撐。將導流板交叉定位時，為每一熱表面管提供四點支撐。一個四點支撐需要兩個或四個相繼交叉布置的桿形導流板。這種支撐的缺點在于，需要大量的桿形導流板來提供足夠的支撐，導流板的長桿容易引起震動，這將導致它們破裂，且管際空間中的壓力損失相對高。

本發(fā)明的目的是開發(fā)一種管殼式換熱器，其中將管際空間流引導成在預定壓力損失下獲得盡可能有效的熱傳遞，同時，提供熱表面管的充分支撐，以避免由于管的震動和/或失穩(wěn)引起的管損壞，并克服上面提到的缺點。該目的可借助具有以下特征的換熱器來實現，此特征在于，形成擋板的扁平條（flat?strips）是直的且薄于被支撐的管之間的距離，還在于，通過將擋板的每個扁平條設置在相對于熱表面管為傾斜的位置而提供所需的支撐，使得扁平條的一個橫向邊緣支撐兩根相鄰管中的一根管，而另一橫向邊緣支撐另一根管。換熱器可以安裝在垂直位置或水平位置中。由于設有根據本發(fā)明的擋板，每個熱表面管在四個點處被支撐，且同時，在該構造中沒有留下可能遭受污染和使熱傳遞變差的死區(qū)。由于這類擋板，可以獲得均勻的管際空間流和沿熱表面管整個長度的良好熱傳遞。因為在管際空間處僅10-20%的橫截面流動面積被擋板覆蓋，壓力損失很小。

有利的是，可以在支撐熱表面管的擋板的扁平條邊緣的點中形成或機加工出平行于熱交換管的凹槽，以使管和扁平條之間的接觸表面更大。

熱表面管可以是直的，由此入口端部腔位于管式換熱器的一個端部處，而出口端部腔位于管式換熱器的另一個端部處，或者它們可以形成為U形，由此入口端部腔和出口端部腔位于由共用殼體覆蓋的同一個端部中，使得所述腔體通過分隔壁彼此分開。

良好的熱傳遞和低的污染再加上小的壓力損失可以導致管式換熱器具有較小的熱表面和較小的尺寸。

本發(fā)明的擋板加之單相流還適用于蒸發(fā)器和冷凝器中。

本發(fā)明的擋板還適用于具有不同輪廓和/或翅片的熱表面管。

下面將參考附圖更詳細地描述本發(fā)明。附圖中：

圖1為具有直管和固定管板的單管程換熱器的截面圖；

圖2示出了圖1中A的放大細節(jié)；

圖3示出了圖1中a-a的放大部分；

圖4示出了與圖1中相對應的部分，此處熱表面管以等邊三角形的形式布置；

圖5的示例示出了以什么方式在與熱表面管的接觸點處形成擋板的扁平條的邊緣的情況；

圖6的示例示出了以什么方式在與熱表面管的接觸點處機加工出擋板的扁平條的邊緣的情況。

換熱器的管際空間由圓柱形殼體1形成，所述圓柱形殼體經由擴大的殼體和波紋管部分2和3連接到管板4和5。熱表面管6在其端部處被固定到所述管板4和5。以預定距離布置、用于支撐管并用于引導流動的擋板7借助環(huán)8被固定到殼體1。管際空間管道連接部9和10被固定到擴大的殼體部分2和3。

管方（turb?side）端部腔11和12由圓柱形殼體13和可開啟的端板14構成。管方管道連接部15和16被固定到這些腔的殼體部分13。

圖1所示的換熱器適用于針對液體和蒸汽/氣體流兩者傳熱的換熱器。

熱釋放介質通過管道連接部15流到換熱器的管方入口端部腔11并進一步流到熱表面管6。在熱表面管6中向下流動的介質冷卻下來，并經過出口端部腔12和管道連接部16流出換熱器。