[實用新型]一種臥式管殼冷凝器

有效

• 申請號: 201420764504.6
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN204495155U
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 程傳裕;朱玫;胡慶均
• 申請（專利權）人: 中石化洛陽工程有限公司;中石化煉化工程(集團)股份有限公司
• 主分類號: F28F9/22
• 分類號: F28F9/22;F28B1/00
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 郭中民

技術領域

本實用新型涉及蒸汽冷凝器，特別涉及一種臥式管殼冷凝器。

背景技術

換熱器在工業領域中應用廣泛，是用于完成兩種或兩種以上介質的熱量交換設備。管殼式換熱器由殼體、傳熱管束、管板、折流板和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內流動，稱為管程流體；另一種在管外流動，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數，通常在殼體內安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規定路程多次橫向通過管束，增強流體湍流程度。換熱管在管板豎直可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊，管外流體湍動程度高，傳熱分系數大；正方形排列則管外清洗方便，適用于易結垢的流體流動。

流體每通過管束一次稱為一個管程；每通過殼體一次稱為一個殼程，為提高管內流體速度，可在兩端管箱內設置隔板，將全部管子均分成若干組。這樣流體每次只通過部分管子，因而在管束中往返多次，這稱為多管程。同樣，為提高管外流速，也可在殼體內安裝縱向擋板，迫使流體多次通過殼體空間，稱為多殼程。多管程與多殼程可配合應用。

冷凝器是一個可以將氣態物質凝結成液態的設備，是具有將氣態物質冷凝成液態物質的換熱器，在石油化工工程中，一般是指殼程工藝介質在熱交換過程中逐漸被冷卻，放出汽化潛熱，由氣相變成液相，產生冷凝的熱交換器。對于管殼式冷凝器，在殼程結構中，折流板是它的重要組成部分，折流板除對換?熱管起固定和支撐作用外，不同形式、不同結構布置的折流板對換熱器殼程的傳熱效率和壓降也起著至關重要的作用。國家標準GB151-1999《管殼式換熱器》中5.9.5條規定，折流板一般應等間距布置，臥式換熱器的殼程為單相清潔流體時，折流板缺口應水平豎直下布置；臥式換熱器、冷凝器和重沸器的殼程介質為氣、液相共存或液體中含有固體物料時，折流板缺口應垂直左右布置，詳見圖1。目前，這種管殼式的冷凝器具有結構簡單、排列整齊、操作彈性大、可靠程度高等優點。

殼程入口介質為含不凝汽的冷凝器為例對其傳熱過程進行說明，在熱交換過程中，殼程氣相被冷卻，釋放出汽化潛熱，介質由氣態向液態轉化。隨著熱交換的深入，殼程介質中氣相組成逐漸減少，液相組成逐漸增多，即沿著殼程流動方向豎直，各折流板之間的換熱單元單位時間內的液體由少增多，呈梯度豎直升，氣相由多減少，呈梯度下降。現有技術中的折流板，如圖1所示，缺口垂直左右布置，結構統一，折流板沒有隨殼程介質在每個換熱單元中的氣液量的變化而改變，使得介質通過每個折流板缺口時的流速都不同，每個換熱單元的換熱強度差別較大，影響整體換熱效率，同時由于介質流速的變化，導致殼程壓降的增加，從而導致冷凝器需要的換熱面積較多，冷凝器金屬耗量增大，運行中能耗增加，即增加設備投資，又浪費能源。

但由于折流板結構和形式，使現有技術管殼式冷凝器的換熱效率偏低、操作壓降較大、金屬耗量較大和能耗高等缺陷。

實用新型內容

本實用新型是針對現有技術中臥式管殼式冷凝器換熱效率偏低、操作壓降較大、金屬耗量較大等缺陷，提出了一種臥式管殼冷凝器，通過使用優化折流板結構形式的高效冷凝換熱器，增加換熱強度，使之適合殼程介質產生相變的?特殊熱交換場合，進一步提高冷凝器的換熱效率，減少所需的換熱面積，降低換熱器的金屬耗量，減少投資和能源消耗。

一種臥式管殼冷凝器，由殼體1、管箱2、管束8、浮頭10、外蓋11、管層物流出口3、管層物流入口5、殼層物流入口4、殼層物流出口9，折流板A6、折流板15組成，其特征在于：折流板A6和折流板15間隔設置，折流板15設有豎直弓形缺口12和下弓形缺口13。

所述的豎直弓形缺口12的弦高為殼體直徑的10％～40％，優選15％～35％。靠近殼層物流入口4折流板15的豎直弓形缺口12的大于靠近殼層物流出口9的豎直弓形缺口12的弦高，從靠近殼層物流入口4折流板15的豎直弓形缺口12到靠近殼層物流出口9的豎直弓形缺口12的弦高是逐漸減少，兩個相鄰豎直弓形缺口12的弦高差為0.5％～3.0％殼體直徑，優選1.0～2.0殼體直徑。

所述的折流板A6和折流板15之間的間距為80～750mm，優選100～650mm。所述的下弓形缺口13的弦高為殼體直徑的2％～20％，優選5％～15％。靠近殼層物流入口4折流板15的下弓形缺口13的小于靠近殼層物流出口9的下弓形缺口13的弦高，從靠近殼層物流入口4折流板15的下弓形缺口13到靠近殼層物流出口9的下弓形缺口13的弦高逐漸增大兩個相鄰下弓形缺口13的弦高差為1％～2％殼體直徑。