[發(fā)明專利]一種整流式管殼式換熱器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310379165.X
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN103411451A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李炳熙;李鳳臣;韓懷志;邵偉
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F28D7/12
• 分類號: F28D7/12;F28F9/22
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 高媛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種管殼式換熱器，具體涉及一種能調(diào)節(jié)殼程流量的整流式管殼式換熱器，屬于熱交換工藝裝備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

自70年代能源危機(jī)爆發(fā)以來，對傳統(tǒng)換熱器設(shè)備強(qiáng)化研究逐漸興起，并主要集中在兩大方向上；一是開發(fā)新的換熱器品種，如板式、螺旋板式、振動(dòng)盤管式、板翅式等等，這些換熱器設(shè)計(jì)思想都是盡可能地提高換熱效率；二是對傳統(tǒng)的管殼式換熱器采取強(qiáng)化措施。具體說來，就是采用弓形折流板、異型管、封頭優(yōu)化設(shè)計(jì)等。

管殼式換熱器(shell?and?tube?heat?exchanger)又稱列管式換熱器。是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。這種換熱器結(jié)構(gòu)較簡單，操作可靠，可用各種結(jié)構(gòu)材料（主要是金屬材料）制造，能在高溫、高壓下使用，是目前應(yīng)用最廣的類型。由殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內(nèi)部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進(jìn)行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內(nèi)流動(dòng)，稱為管程流體；另一種在管外流動(dòng)，稱為殼程流體。應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，可廣泛用于熱電、廠礦、石油化工、城市集中供熱、食品醫(yī)藥、能源電子、機(jī)械輕工等領(lǐng)域。

目前國內(nèi)管殼式換熱器，尚無殼程整流，工質(zhì)從進(jìn)口進(jìn)入后，直接流入殼程與管程工質(zhì)進(jìn)行換熱。這樣就存在殼程流體分布不均勻的問題，靠近入口的主流區(qū)流量較大，其他區(qū)域流量較少，甚至部分殼程完全沒有流體的流過。流量的不均勻就進(jìn)而導(dǎo)致?lián)Q熱的不均勻，從而換熱器整體換熱效果急劇下降。分析計(jì)算表明，由于物流分配的不均勻，可使換熱器整體效能下降可達(dá)30%以上。在多相流動(dòng)的情況下，物流分配的不均勻性顯得更為突出。

綜上，現(xiàn)有的管殼式換熱器存在殼程流量分布不均勻的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決現(xiàn)有的管殼式換熱器殼程流量分布不均勻的問題，進(jìn)而提供一種整流式管殼式換熱器。

本發(fā)明為解決上述問題采取的技術(shù)方案是：本發(fā)明的一種整流式管殼式換熱器包括殼體、冷介質(zhì)進(jìn)口管、冷介質(zhì)出口管、第一管板、第二管板、第一封頭、第二封頭、水平隔板和管束，殼體的一側(cè)的端面上安裝有第一封頭，殼體的另一側(cè)面與第一管板連接，第一封頭內(nèi)設(shè)置有水平隔板，第一封頭的頂部設(shè)置有冷介質(zhì)進(jìn)口管，第一封頭的底部設(shè)置有冷介質(zhì)出口管；它還包括進(jìn)口筒體、變徑管、主筒體、前罩、后罩、出口筒體、整流筒、護(hù)板和第二管板，進(jìn)口筒體的軸向豎向設(shè)置，出口筒體的軸向豎向設(shè)置，第一管板與第二封頭之間設(shè)置有前罩、進(jìn)口筒體、出口筒體、變徑管、主筒體、后罩、整流筒和護(hù)板和第二管板，出口筒體與進(jìn)口筒體正對設(shè)置，前罩與進(jìn)口筒體連接，進(jìn)口筒體和出口筒體二者通過變徑管與主筒體連接，主筒體與后罩連接，后罩與第二封頭連接，第一管板與第二管板之間穿設(shè)有管束，位于前罩和后罩之間的管束上套設(shè)有整流筒，所述整流筒為圓筒形整流筒，整流筒與管束通過護(hù)板連接，位于前罩處的整流筒的圓周面上沿整流筒的周向加工有多個(gè)整流孔。

本發(fā)明的有益效果是：

一、本發(fā)明的雙殼結(jié)構(gòu)（主筒體和整流筒），原先管內(nèi)流體與管外流體換熱，管外流體再與環(huán)境換熱，轉(zhuǎn)變?yōu)楣軆?nèi)流體與整流筒換熱，整流筒與主筒體換熱，主筒體再與環(huán)境換熱。這樣能有效降低主筒體由于環(huán)境的溫差，也降低了熱量損耗，熱量損失減少了10%。

二、本發(fā)明的整流筒結(jié)構(gòu)，能使進(jìn)入的流體沿整流筒上的整流孔圓周分布，不會(huì)出現(xiàn)因靠近入口的主流區(qū)流量較大，其他區(qū)域流量較少的流量不均勻。

三、本發(fā)明的整流孔對流體進(jìn)行一次分配后，會(huì)對流體進(jìn)行二次分配，合理選擇大小不同和位置布置不同的整流孔可以很好地實(shí)現(xiàn)進(jìn)入殼程的流體流量均勻。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是進(jìn)口筒體處的剖面圖，圖3是本發(fā)明的局部示意圖，圖4是整流筒的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是具體實(shí)施方式四的半圓弧形板展開后的整流孔的布置示意圖，圖6是具體實(shí)施方式五的半圓弧形板展開后的整流孔的布置示意圖，圖7是具體實(shí)施方式六的半圓弧形板展開后的整流孔的布置示意圖，圖8是具體實(shí)施方式七的半圓弧形板展開后的整流孔的布置示意圖，圖9是具體實(shí)施方式八的半圓弧形板展開后的整流孔的布置示意圖，圖10是具體實(shí)施方式九的半圓弧形板展開后的整流孔的布置示意圖，圖11是具體實(shí)施方式十的半圓弧形板展開后的整流孔的布置示意圖。

具體實(shí)施方式