一种间距变化的不可凝气体多孔式稳流装置换热器制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种间距变化的不可凝气体多孔式稳流装置换热器，包括壳体，所述壳体两端分别设置封头，所述封头和壳体的连接位置设置管板，换热管连接两端的管板，气液两相流中的气相是不溶或者难溶性气体，即换热过程中，气体不会溶于液体，所述换热管内设置用于减震降噪的稳流装置，同一根换热管内设置多个稳流装置，沿着换热管内流体的流动方向，相邻的稳流装置的间距先逐渐的增加到某一位置，然后从某一位置开始相邻稳流装置之间的间距又逐渐的减小。本发明专利技术提供一种通过稳流装置的间距变化，在管道内存在气液两相流动时，最大程度减弱管道的振动，降低噪声水平，同时降低流动阻力。

A non condensable gas porous heat exchanger with variable spacing

The invention provides an uncondensable gas porous flow regulator with a distance change, including a shell. The ends of the shell are respectively set up the head, the connecting position of the head and the shell is set up, the heat exchange tube is connected to the tube plates at both ends, and the gas phase in the gas-liquid two phase flow is insoluble or insoluble, that is to say, the heat exchange is over. In the process, the gas will not dissolve in the liquid, and the heat transfer tube is set up for the steady flow device for vibration and noise reduction, and the same heat pipe is set up in the same heat transfer tube. Along the flow direction of the heat transfer tube, the distance between the adjacent steady flow device is gradually increased to a certain position, and then the adjacent steady flow device is started from a certain position. The distance between them is gradually reduced. The invention provides a way to reduce the vibration of the pipe, reduce the noise level and reduce the flow resistance when the pipe is in the gas liquid two phase flow through the change of the distance between the steady flow device.

【技术实现步骤摘要】
一种间距变化的不可凝气体多孔式稳流装置换热器
本专利技术涉及一种管壳式换热器，尤其是涉及一种含有不凝气体的两相流动换热器。
技术介绍
含有不凝气体的两相流换热广泛地存在于换热装置中，例如在换热过程中混入了不凝气体，或者在流体运输过程中因为设备老化产生的不凝气体，还有例如天然气液化（主要成分为沸点-162℃甲烷、沸点-88℃乙烷、沸点-42℃丙烷等）过程中的不同沸点混合介质的冷凝、空气分离、混合冷剂制冷、石油或废塑料裂解、生物质气生产等行业的主要工艺过程。含有不凝气体的流体在换热过程中因为气相的存在，会导致换热效率低，恶化换热，流体流动过程不稳定，而且会导致水锤现象的发生。当两相工质的汽液相没有均匀混合且不连续流动时，大尺寸的液团会高速地占据气团空间，导致两相流动不稳定，从而剧烈地冲击设备与管道，产生强烈震动和噪声，严重地威胁设备运行安全。针对气液两相流的换热恶化问题，已经有人提出了新的解决方式来解决上述问题，例如公开号为CN105258535A专利申请，通过设置突刺破坏层流底层，通过“刺”和“孔”可以分别在不同高度上扰动流体，从而进行强化传热。但是上述技术并没有解决气液两相流换热器中的震动和噪音问题，而且上述的解决方式结构复杂，而且因为突刺的尺寸问题，无法保证换热管中部的整个横截面上的扰动，无法实现整体上的气相液相的均匀，噪音和震动问题依然严重。针对上述问题，本专利技术提供了一种新式结构的稳流装置的换热器，从而解决上述的问题。本专利技术人在前面申请中也设计了一种多管式稳流装置，参见图7所示。但是此种装置在运行中发现，因为管子之间是紧密结合在一起，因此三根管子之间形成的空间A相对较小，因为空间A是三根管子的凸弧形成，因此空间A的大部分区域空间狭窄，会造成流体无法进入通过，造成流体短路，从而影响了流体的换热，无法起到很好的稳流作用。同时因为上述结构的多根管子组合在一起，制造困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新式结构的稳流装置的换热器，在管道内存在气液两相流动时，减弱气液两相流换热管内的振动，降低噪声水平，同时强化传热。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种管壳式换热器，包括壳体，所述壳体两端分别设置封头，所述封头和壳体的连接位置设置管板，换热管连接两端的管板，气液两相流中的气相是不溶或者难溶性气体，即换热过程中，气体不会溶于液体，所述换热管内设置用于减震降噪的稳流装置，同一根换热管内设置多个稳流装置，沿着换热管内流体的流动方向，相邻的稳流装置的间距先逐渐的增加到某一位置，然后从某一位置开始相邻稳流装置之间的间距又逐渐的减小。作为优选，沿着换热管内流体的流动方向，所述相邻的稳流装置的间距逐渐的减小的幅度越来越大。作为优选，沿着换热管内流体的流动方向，相邻的稳流装置的间距逐渐的增加的幅度越来越大。作为优选，换热管的长度为L，所述某一位置为换热管长度的中间位置。作为优选，所述稳流装置包括芯体和外壳，所述芯体设置在外壳中，所述外壳与换热管内壁连接固定，所述芯体是沿着外壳长度方向延伸的一体化结构件，所述结构件上设置有若干数量的贯通孔。作为优选，所述贯通孔是圆形，相邻的贯通孔圆心之间的距离L1>2R，其中R是贯通孔半径。作为优选，相邻贯通孔之间设置小孔，通过小孔实现贯通孔之间的连通。作为优选，换热管为多段结构焊接而成，多段结构的连接处设置稳流装置。作为优选，相邻稳流装置之间的距离为S，稳流装置的长度为C，换热管的外径为W，贯通孔的半径为R，相邻的贯通孔圆心之间的距离L1，满足如下要求：S/C＝a-b*LN(W/（2*R）)；L1/（2*R）=c*(W/（2*R）)-d*(W/（2*R）)2-e其中LN是对数函数，a,b，c，d，e是参数，其中5<a<6,1.5<b<2.0；2.9<c<3.1,0.33<d<0.37,4.8<e<5.3；其中稳流装置的间距是以相邻稳流装置相对的两端之间的距离；34<W<58mm；4<R<6mm;15<C<23mm；49<S<70mm；1.05<L1/（2*R）<1.25。作为优选，a=5.53，b＝1.79，c=3.03,d=0.35,e=5.12。与现有技术相比较，本专利技术的具有如下的优点：1）本专利技术根据换热管内的气相液相的流动规律，使得所述稳流装置的长度先减小后增加，最大程度减弱管道的振动，降低噪声水平，同时降低流动阻力。2）本专利技术提供了一种新式结构的稳流装置，相对于通过稳流装置将两相流体分离成液相和气相，将液相分割成小液团，将气相分割成小气泡，抑制液相的回流，促使气相顺畅流动，起到稳定流量的作用，具有减振降噪的效果。相对于多管式稳流装置，进一步提高稳流效果，强化传热，而且制造简单。3）本专利技术通过设置稳流装置，相当于在换热管内增加了内换热面积，强化了换热，提高了换热效果。4）本专利技术因为将气液两相在换热管的整个横截面位置上进行了分割，避免了现有技术中仅仅换热管内壁面进行分割，从而在整个换热管截面上实现扩大气液界面以及气相边界层与冷却壁面的接触面积并增强扰动，降低了噪音和震动，强化了传热。5）本专利技术通过在换热管长度方向上设置相邻稳流装置之间的距离、稳流装置的长度、贯通孔的外径等参数大小的规律变化，从而进一步达到稳流效果，降低噪音，提高换热效果。6）本专利技术通过对多孔式稳流装置各个参数的变化导致的换热规律进行了广泛的研究，在满足流动阻力情况下，实现减振降噪的效果的最佳关系式。附图说明图1是本专利技术的两相流管壳式换热器的结构示意图；图2是本专利技术的两相流管壳式换热器的换热管结构示意图；图3本专利技术稳流装置结构示意图；图4是本专利技术稳流装置在换热管内布置示意图；图5是是本专利技术稳流装置在换热管内布置的另一个示意图。图6是是本专利技术稳流装置在换热管内布置横截面示意图。图7是
技术介绍
中的两相流管壳式换热器的结构示意图。附图标记如下：前封头1，封头法兰2，前管板3，壳体4，稳流装置5，换热管6、后管板7，封头法兰8，后封头9，支座10，支座11，管程入口管12，管程出口管13，壳程入口管14，壳程出口管15，稳流装置外壳51，孔洞52，结构件53。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。本文中，如果没有特殊说明，涉及公式的，“/”表示除法，“×”、“*”表示乘法。需要说明的是，如果没有特殊说明，本专利技术提到的两相流是气液两相流，此处的气体是不溶或者难溶性气体，即在换热过程中，气体不会溶于液体。如图1所示的一种管壳式换热器，所述管壳式换热器包括有壳体4、换热管6、管程入口管12、管程出口管13、壳程入口接管14和壳程出口接管15；多个平行设置的换热管6组成的换热管束连接在前管板3、后管板7上；所述前管板3的前端与前封头1连接，后管板7的后端连接后封头9；所述的管程入口管12设置在后封头9上；所述的管程出口管13设置在前封头1上；所述的壳程入口接管14和壳程出口接管15均设置在壳体4上；两相流的流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种间距变化的不可凝气体多孔式稳流装置换热器，包括壳体，所述壳体两端分别设置封头，所述封头和壳体的连接位置设置管板，换热管连接两端的管板，气液两相流中的气相是不溶或者难溶性气体，即换热过程中，气体不会溶于液体，其特征在于，所述换热管内设置用于减震降噪的稳流装置，同一根换热管内设置多个稳流装置，沿着换热管内流体的流动方向，相邻的稳流装置的间距先逐渐的增加到某一位置，然后从某一位置开始相邻稳流装置之间的间距又逐渐的减小。

【技术特征摘要】
1.一种间距变化的不可凝气体多孔式稳流装置换热器，包括壳体，所述壳体两端分别设置封头，所述封头和壳体的连接位置设置管板，换热管连接两端的管板，气液两相流中的气相是不溶或者难溶性气体，即换热过程中，气体不会溶于液体，其特征在于，所述换热管内设置用于减震降噪的稳流装置，同一根换热管内设置多个稳流装置，沿着换热管内流体的流动方向，相邻的稳流装置的间距先逐渐的增加到某一位置，然后从某一位置开始相邻稳流装置之间的间距又逐渐的减小。2.如权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，沿着换热管内流体的流动方向，所述相邻的稳流装置的间距逐渐的减小的幅度越来越大。3.如权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，沿着换热管内流体的流动方向，相邻的稳流装置的间距逐渐的增加的幅度越来越大。4.如权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，换热管的长度为L，所述某一位置为换热管长度的中间位置。5.如权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述稳流装置包括芯体和外壳，所述芯体设置在外壳中，所述外壳与换热管内壁连接固定，所述芯体是沿着外壳长度方向延伸的一体化结构件，所述结构件上设置有若干数量的贯通孔。6.如权利要求5所述的换热器，其特征在于，所述贯通孔是圆形，相邻的贯通孔圆心之间的距离L1>2R，其中R是贯通孔半径。7.如权利要求5所述的换热器，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭春生，刘勇，齐超，宋金圣，邓伊涵，高军，宁淑荣，张斌，曲芳仪，陈子昂，年显勃，李言伟，
申请(专利权)人：青岛金玉大商贸有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37