[發明專利]高效列管式換熱器及其擋板組件

在審

• 申請號: 202210524376.7
• 申請日: 2022-05-13
• 公開（公告）號: CN115014100A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 顧臨風;曹穆霽;黎賢鈦;吳高飛;葉文帥;季金林;石同中
• 申請（專利權）人: 浙江爾格科技股份有限公司
• 主分類號: F28D7/16
• 分類號: F28D7/16;F28F9/02;F28F9/24
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 陳振華

本發明公開了高效列管式換熱器及其擋板組件；所述擋板組件包括圓拱形擋板和平板形擋板；所述圓拱形擋板的內凹側朝向平板形擋板；所述圓拱形擋板上設有可供傳熱管束穿過的第一管孔，所述平板形擋板上設有可供傳熱管束穿過的第二管孔；所述圓拱形擋板包括第一擋板和第二擋板；所述圓拱形擋板的中部設有開口，該開口位于第一擋板和第二擋板之間；所述平板形擋板的兩端設有開口。本發明的高效列管式換熱器通過在內部交替安裝圓拱形擋板和平板形擋板，減小了殼程流體對擋板的沖擊力，提高了列管式換熱器的使用壽命，同時減小了殼程流體在殼體內流動時所受的阻力，提高了流體的質量流率，從而提高了傳熱系數，降低了殼程進、出口壓降。

技術領域

本發明涉及列管式換熱器技術領域，具體涉及高效列管式換熱器及其擋板組件。

背景技術

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，可用各種結構材料(主要是金屬材料)制造，能在高溫、高壓下使用，而且結構簡單、造價低、流通截面較寬、易于清洗水垢，是應用最廣泛的換熱器類型。列管式換熱器由殼體、傳熱管束、管板、擋板和管箱等部件組成，用于將兩種流體進行熱量轉換，一般適用于煉油、化工和電力等行業。

擋板是列管式換熱器的關鍵部件，擋板既可以起到支撐傳熱管束的作用，還可以分隔殼程空間，引導流體走向，迫使流體在殼程內按規定路程多次橫向通過管束，增強流體湍流程度，提高殼程流體速度，從而提高傳熱系數。目前，市場上的擋板具有不同的形狀和構造，例如有弓形、圓環形、螺旋形和類梯形等。但是，這些形狀和構造的擋板在使用時，引起的壓力損失較大，且存在流動死區。當列管式換熱器采用這些擋板后，具有以下幾個缺點：①傳熱系數低；②換熱效率低；③殼程進、出口壓降較大。

發明內容

本申請的目的在于提供一種高效列管式換熱器，用以克服現有技術中存在的上述問題。本申請的高效列管式換熱器通過在內部交替安裝圓拱形擋板和平板形擋板，改變了殼程流體的流動路徑，使得換熱更加充分，提高了換熱效率；而且圓拱形擋板的設置，減小了殼程流體對擋板的沖擊力，提高了列管式換熱器的使用壽命，同時使得殼程流體在殼體內流動時所受的阻力更小，提高了流體的質量流率，從而提高了傳熱系數，降低了殼程進、出口壓降。對應的，本申請還提供了列管式換熱器用擋板組件。

對于列管式換熱器而言，本申請的技術方案為：高效列管式換熱器，包括殼體；所述殼體的兩端分別固定有一管板；所述殼體的側面分別開設有殼程流體進口和殼程流體出口；所述殼體的內部設有多根傳熱管束；所述傳熱管束的兩端分別與管板相連；所述傳熱管束上沿軸線方向間隔設有一組圓拱形擋板和一組平板形擋板，所述圓拱形擋板和平板形擋板交替設置；所述圓拱形擋板的外凸側朝向殼程流體進口；所述傳熱管束穿過設于圓拱形擋板上的第一管孔和設于平板形擋板上的第二管孔；所述圓拱形擋板和平板形擋板均與殼體的內壁固定；所述圓拱形擋板包括第一擋板和第二擋板；所述圓拱形擋板的中部設有開口，該開口位于第一擋板和第二擋板之間，用于供殼程流體流過；所述平板形擋板的兩端設有開口，從而在平板形擋板和殼體之間形成供殼程流體流過的流通通道。

與現有技術相比，本申請的高效列管式換熱器在內部交替安裝有圓拱形擋板和平板形擋板，其中平板形擋板兩端開口，圓拱形擋板中部開口，形成供流體流動的通道；當殼程流體流過圓拱形擋板時，在弧度的作用下，流體會順著擋板的拱形面往中部開口處流動，然后從中部開口處流出，當殼程流體流過平板形擋板時，流體會從兩端的開口處流出；該換熱器通過圓拱形擋板和平板形擋板的相互配合，改變了殼程流體的流動路徑，使得換熱更加充分，提高了換熱效率；此外，圓拱形更符合流體動力學，將擋板設計成圓拱形，可以避免應力集中問題，減小殼程流體對擋板的沖擊力，同時可以避免因流體流速過快對殼體與擋板的連接處造成沖擊而導致該連接處斷裂，從而提高了列管式換熱器的使用壽命，降低了維修更換成本；而且圓拱形擋板的設計還可以減小殼程流體在殼體內流動時所受的阻力，提高流體的質量流率，從而提高了傳熱系數，以及減小了流體流過換熱器的壓力損失，即降低了殼程進、出口壓降。