一种汽液两相流管壳式换热器制造技术

本发明专利技术提供了一种汽液两相流管壳式换热器，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，汽液两相流中的汽相在换热过程中能够冷凝成液相，汽液两相流在管程中流动，所述换热管内设置分隔装置，所述分隔装置是片状结构，所述片状结构在换热管的横截面上设置；所述分隔装置为正方形通孔和正八边形通孔组成，所述正方形通孔的边长等于正八边形通孔的边长，所述正方形通孔的四个边分别是四个不同的正八边形通孔的边，正八边形通孔的四个互相间隔的边分别是四个不同的正方形通孔的边。本发明专利技术提供一种新式结构的分隔装置的换热器，在管道内存在汽液两相流动时，强化传热，同时减弱管道的振动，降低噪声水平。

【技术实现步骤摘要】
一种汽液两相流管壳式换热器
本专利技术涉及一种管壳式换热器，尤其是涉及一种含有可冷凝汽体的两相流动换热器。
技术介绍
汽液两相流换热广泛地存在于各种换热装置中，汽液两相流在换热过程中因为汽相的存在，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。本专利技术人在前面申请中也设计了多种解决上述问题的换热器装置，例如多管式，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的大部分区域狭窄，会造成流体难于进入通过，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。再例如2017102671998结构，虽然该结构解决了流体短路现象，但是却存在流通面积大大缩小的问题，导致流动阻力的增加。再例如2017103224953的环形分隔装置，环形结构中分隔装置采用环形结构，导致整体上分隔装置环空在周向上分隔不均匀，而且因为存在环形结构，使得环空的四个夹角的位置出现了小于90度的锐角，这会导致在小于90度的锐角部分存在流体流动短路的问题。针对上述问题，本专利技术在前面专利技术的基础上进行了改进，提供了一种新的换热器，从而解决换热管换热的情况下的存在的稳流不均匀的换热问题。使得汽体和液体充分进行混合，提高了换热效果
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新式结构的分隔装置的换热器，在管道内存在汽液两相流动时，减弱汽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：一种汽液两相流管壳式换热器，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，汽液两相流中的汽相在换热过程中能够冷凝成液相，其特征在于，汽液两相流在管程中流动，所述换热管内设置分隔装置，所述分隔装置是片状结构，所述片状结构在换热管的横截面上设置；所述分隔装置为正方形通孔和正八边形通孔组成，所述正方形通孔的边长等于正八边形通孔的边长，所述正方形通孔的四个边分别是四个不同的正八边形通孔的边，正八边形通孔的四个互相间隔的边分别是四个不同的正方形通孔的边。作为优选，所述分隔装置是正方形中心分隔装置，正方形通孔位于换热管的中心。作为优选，所述分隔装置是正八边形中心分隔装置，正八边形通孔位于换热管的中心。作为优选，所述分隔装置包括下面两种类型中的至少一种，第一种类型是正方形中心分隔装置，正方形通孔位于换热管的中心，第二种类型是正八边形中心分隔装置，正八边形通孔位于换热管的中心。作为优选，相邻设置的分隔装置类型不同。作为优选，所述换热管的横截面是正方形。作为优选，换热管内设置多个分隔装置，相邻分隔装置之间的距离为S1，正方形通孔的边长为L1，换热管的边长为L2，满足如下要求：S1/L2＝a*(L1/L2)2+b*(L1/L2)-c其中a,b,c是参数，其中42.53<a<42.55,6.38<b<6.39，0.243<c<0.244；12<L2<58mm；2<L1<3.4mm；15<S1<26mm。作为优选，a＝42.54,b＝6.383，c＝0.2438。与现有技术相比较，本专利技术的具有如下的优点：1)本专利技术提供了一种新式正方形通孔和正八边形通孔相结合的新式结构的分隔装置汽液两相流换热器，通过正方形和正八边形，使得形成的正方形孔和正八边形孔的边形成的夹角都是大于等于90度，从而使得流体能够充分流过每个孔的每个位置，避免或者减少流体流动的短路。本专利技术通过新式结构的分隔装置将两相流体分离成液相和汽相，将液相分割成小液团，将汽相分割成小气泡，抑制液相的回流，促使汽相顺畅流动，起到稳定流量的作用，具有减振降噪的效果，提高换热效果。相对于现有技术中的分隔装置，进一步提高稳流效果，强化传热，而且制造简单。2)本专利技术通过合理的布局，使得正方形和正八边形通孔分布均匀，从而使得整体上的横街面上的流体分割均匀，避免了现有技术中的环形结构沿着周向的分割不均匀问题。3)本专利技术通过正方形孔和正八边形孔的间隔均匀分布，从而使得大孔和小孔在整体横截面上分布均匀，而且通过相邻的分隔装置的大孔和小孔的位置变化，使得分隔效果更好。4)本专利技术通过设置分隔装置为片状结构，使得分隔装置结构简单，成本降低。5)本专利技术通过在换热管内流体流动方向上设置相邻分隔装置之间的距离、分隔装置的孔的边长、换热管的管径、管间距等参数大小的规律变化，研究了上述参数的最佳的关系尺寸，从而进一步达到稳流效果，降低噪音，提高换热效果。6)本专利技术通过对环形分隔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本专利技术分隔装置结构示意图；图4是本专利技术分隔装置另一结构示意图；图5是本专利技术分隔装置在换热管内布置的示意图。图6是本专利技术分隔装置在换热管内布置横截面示意图。附图标记如下：前封头1，封头法兰2，前管板3，壳体4，分隔装置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，正方形通孔51，正八边形通孔52，边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汽液两相流，此处的汽相在换热过程中能够冷凝成液相。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；两相流的流体从管程入口管12进入，经过换热管进行换热，从管程出口管13出去。如图3-4所示，在换热管6内设置环形分隔装置5。所述环形分隔装置5的结构见图3-4。所述分隔装置5是片状结构，所述片状结构在换热管6的横截面上设置；所述分隔装置5为正方形和正八边形结构组成，从而形成正方形通孔51和正八边形通孔52。如图3所述正方形通孔51的边长等于正八边形通孔52的边长，所述正方形通孔的四个边53分别是四个不同的正八边形通孔的边53，正八变形通孔的四个互相间隔的边53分别是四个不同的正方形通孔的边53。本专利技术采用新式结构的分隔装置，具有如下优点：1)本专利技术提供了一种新式正方形通孔和正八边形通孔相结合的新式结构的分隔装置，通过正方形和正八边形，使得形成的正方形孔和正八边形孔的边形成的夹角都是大于等于90度，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽液两相流管壳式换热器，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，汽液两相流中的汽相在换热过程中能够冷凝成液相，其特征在于，汽液两相流在管程中流动，所述换热管内设置分隔装置，所述分隔装置是片状结构，所述片状结构在换热管的横截面上设置；所述分隔装置为正方形通孔和正八边形通孔组成，所述正方形通孔的边长等于正八边形通孔的边长，所述正方形通孔的四个边分别是四个不同的正八边形通孔的边，正八边形通孔的四个互相间隔的边分别是四个不同的正方形通孔的边。

【技术特征摘要】
1.一种汽液两相流管壳式换热器，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，汽液两相流中的汽相在换热过程中能够冷凝成液相，其特征在于，汽液两相流在管程中流动，所述换热管内设置分隔装置，所述分隔装置是片状结构，所述片状结构在换热管的横截面上设置；所述分隔装置为正方形通孔和正八边形通孔组成，所述正方形通孔的边长等于正八边形通孔的边长，所述正方形通孔的四个边分别是四个不同的正八边形通孔的边，正八边形通孔的四个互相间隔的边分别是四个不同的正方形通孔的边。2.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述分隔装置是正方形中心分隔装置，正方形通孔位于换热管的中心。3.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述分隔装置是正八边形中心分隔装置，正八边形通孔位于换热管的中心。4.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述分隔装置包括下面两种类型中的至少一种，第一种类型是正方形中心分隔装置，正方形通孔位于换热管的中心，第二种类型是正八边形中心分隔装置，正八边形通孔位于换热管的中心。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张爱群，靳印涵，朱国梁，辛卫东，卞峰，陈元龙，杨伟进，张惠智，李俊林，乌大鹏，秦福宁，张冠敏，张毅，邱燕，王效嘉，江程，李言伟，
申请(专利权)人：国网山东综合能源服务有限公司，国网山东省电力公司济南供电公司，
类型：发明
国别省市：山东,37