[發(fā)明專利]折流板組件和包括此組件的管殼式換熱器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810323607.1
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108895864B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張奕;李奇賀
• 申請（專利權(quán)）人: 南京師范大學(xué)
• 主分類號: F28D7/16
• 分類號: F28D7/16;F28F9/22;F28F9/24
• 代理公司: 32200 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 樓高潮

本發(fā)明涉及了一種折流板組件，包括弓形折流板，內(nèi)設(shè)多個傳熱管安裝孔，用于安裝傳熱管，弓形折流板內(nèi)還開設(shè)有多個噴射流管安裝孔，噴射流管貫穿并固定于噴射流管安裝孔中，噴射流管安裝孔緊鄰傳熱管安裝孔，噴射流管緊鄰傳熱管，噴射流管由進(jìn)口段、安裝段和射流段組成，進(jìn)口段呈喇叭形結(jié)構(gòu)，射流段的尾端為封閉結(jié)構(gòu)，射流段在正對于傳熱管的位置開設(shè)有射流出口。本發(fā)明可以有效地消除折流板后方的流動滯止區(qū)，且使流動滯止區(qū)的傳熱管能夠發(fā)揮在管側(cè)流體和殼側(cè)流體間傳遞熱量的作用，從而增加了換熱器的有效傳熱面積，提高換熱效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于換熱器強(qiáng)化傳熱技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種折流板組件和包括此組件的管殼式換熱器。

背景技術(shù)

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)簡圖，其中A流體在傳熱管外流動，稱為殼側(cè)流體，B流體在傳熱管內(nèi)流動，稱為管側(cè)流體，A、B流體溫度不同，通過傳熱管實現(xiàn)他們之間的熱量交換。為了增大換熱量，應(yīng)使管側(cè)流體和殼側(cè)流體都具有高的對流傳熱系數(shù)。根據(jù)傳熱學(xué)的原理，管側(cè)流體在管內(nèi)的對流傳熱系數(shù)很大，而管外的殼側(cè)流體必須采取一定的強(qiáng)化傳熱措施，以提高殼側(cè)流體的對流傳熱系數(shù)。提高殼側(cè)流體對流傳熱系數(shù)的關(guān)鍵措施是使殼側(cè)流體的流動方向盡可能垂直于傳熱管，因為垂直流動時的對流傳熱系數(shù)比平行流動時的高數(shù)倍到數(shù)十倍，因此在傳熱管外安裝有折流板。

傳統(tǒng)技術(shù)使用的管殼式換熱器中采用的是弓形折流板，由鋼板加工而成，呈弓形。弓形折流板有單弓形、雙弓形和三弓形折流板三種，圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的單弓形折流板及其在管殼式換熱器中安裝后造成的殼側(cè)流體流動效果示意圖。弓形的折流板是將圓形切掉1/4至1/3 部分所得，折流板在換熱器殼體內(nèi)上下交錯安裝，由于折流板對殼側(cè)流體的阻擋作用，殼側(cè)流體只能從缺口處流過，殼側(cè)流體從上下缺口(或左右缺口)交替流經(jīng)，呈“S”形流動，從而使殼側(cè)流體在二塊折流板間形成較強(qiáng)烈的垂直于傳熱管的流動，增強(qiáng)了殼側(cè)流體的對流傳熱。

雖然弓形折流板在二板之間形成了殼側(cè)流體較強(qiáng)的垂直于傳熱管的流動，但是同時也會在折流板后方形成流動滯止區(qū)。在流動滯止區(qū)內(nèi)，殼側(cè)流體幾乎處于靜止?fàn)顟B(tài)，從而導(dǎo)致殼程傳熱系數(shù)低、易結(jié)垢、流體阻力大，傳熱管不能發(fā)揮傳熱作用，造成換熱器的有效傳熱面積減少。

如中國專利文獻(xiàn)CN204535199U公開了一種采用弓形折流板的列管蒸發(fā)器管束布置結(jié)構(gòu)，弓形折流板與殼體底部為流動死區(qū)，在流動死區(qū)的安裝孔中未安裝管束，管束僅安裝于弓形折流板的流動死區(qū)以外的安裝孔中。抽掉了部分弓形折流板底部的管束，雖然可以一定程度上避免流動死區(qū)，但是換熱器的有效傳熱面積相對也會減少，對整體換熱性能會產(chǎn)生影響。

又如中國專利文獻(xiàn)CN107726895A公開了異形管孔整圓形支撐板取代弓形折流板的管殼式換熱器，包括筒體、管板、換熱管和整圓形支撐板等，整圓形支撐板內(nèi)設(shè)多個異形管孔，殼程流體流經(jīng)通液缺口，呈軸向流動，從而使殼程流體實現(xiàn)“無死角”流動，但是改變了殼側(cè)流體垂直于傳熱管的流動方向，流傳熱系數(shù)降低，對整體換熱效率會產(chǎn)生影響。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，克服現(xiàn)有技術(shù)中折流板管殼式換熱器中的殼程流體在流動時存在容易產(chǎn)生流動滯止區(qū)和換熱效率低的問題，本發(fā)明設(shè)計了具有噴射流管安裝孔的折流板，正對于傳熱管安裝有噴射流管，有效地消除了折流板后方的流動滯止區(qū)，且使流動滯止區(qū)的傳熱管能夠發(fā)揮在管側(cè)流體和殼側(cè)流體間傳遞熱量的作用，從而增加了換熱器的有效傳熱面積，提高換熱效率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種折流板組件，包括折流板，折流板內(nèi)設(shè)多個傳熱管安裝孔，用于安裝傳熱管，折流板內(nèi)還開設(shè)有多個噴射流管安裝孔，噴射流管貫穿并固定于噴射流管安裝孔中，噴射流管安裝孔緊鄰傳熱管安裝孔，噴射流管緊鄰傳熱管，噴射流管在相對于傳熱管的方向開設(shè)有射流出口。

本技術(shù)方案中，優(yōu)選地，噴射流管由進(jìn)口段、安裝段和射流段組成，且依次密封連接。