螺旋折流板换热器制造技术

一种螺旋折流板换热器，一个螺距由两块半椭圆形平面板构成双螺旋结构，在上下两组半椭圆形板所构成的中分面上设有平行四边形的阻流板，此阻流板使壳测流体呈两股互不相混的连续螺旋形流动，在入口处及出口处设有挡板或中向隔板。本实用新型专利技术提出了壳体中流体的流动分为单程和双程两种方式。从而可实现在允许压降的条件下，追求更高的传热速率。可有效地提高放热系数和阻力降的比值，降低设备投资费用，减少维修费用和延长期维修周期。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种管壳式换热器。在石油、化工、能源动力等工业领域中，管壳式换热器是实现流体热量交换的最普遍应用的一种结构形式。在管壳式换热器的壳侧流道中设置折流板的作用是强迫流体改变流动方向及支承管子。为降低壳侧流体的阻力，提高传热速率，减少管子振动及防止流体结垢，已产生了许多种折流板的结构形式。本专利技术人已获得中国技术专利ZL972420363《螺旋折流板换热器》，螺旋折流板是由呈部分椭圆形平面板和三角形的平面阻流板相间连接成螺旋面组合而成，可使壳侧流体实现连续、柱塞状螺旋流动。提出了两块半椭圆形平面板或四块直角形椭圆平面极或称扇形板和三角形阻流板构成螺旋折流板的两种基本元件，用平面板代替曲面板。对于螺旋折流板当螺旋角较大时，且换热器长度L和壳径D的比值在6～10的范围内，采用螺旋折流板周边连续结构，由于流道截面积较大而导致壳侧阻力降极小，传热性能上并未取得较好的效果。因此产生搭接及双螺旋组合方式，其目的是减小跨距HP减小流动截面积，以提高其流速。满足工艺设计时，可以选用较高流速，在满足允许压降的条件下，改善传热速率，充分发挥螺旋折流板的放热系数和阻力降的比值明显高于弓形折流板的优点。本专利技术人还申请了技术专利982327072《螺旋折流板换热器》，该专利中对螺旋折流板的结构型式，即折流板的组合方式上有了创新，提出了相邻两块折流板基本元件的周边在轴线上方向上交叉形成搭接，搭接高度为HD，且0≤HD≤HS/2，在壳体内的传热管在相邻两块折流板之间得到支撑的距离为跨距HP，且0≤HP≤HS。由此产生了相邻的折流板周边呈连续、搭接、双螺旋的结构方式。本技术的目的是在管壳式换热器的壳侧采用一种新型螺旋折流板特殊结构，组成壳侧单程或多程的流动方式，满足不同工艺设计的需要，从而可实现在允许压降的条件下，追求更高的传热速率。可有效地提高放热系数和阻力降的比值，降低设备投资费用，防止壳侧结垢，减少管束振动、减少维修费用和延长维修周期。本技术的目的是以下述方式实现的一种螺旋折流板换热器，螺旋折流板(6)的特征参数为螺旋角φ和直径D，一个螺距长度为HS且HS＝πDtgφ，一个螺距由两块半椭圆形平面板或四块扇形平面板组成的螺旋折流板的基本元件沿螺旋线方向设置在壳体内构成，由基本元件可在换热器中组合成相邻折流板周边连续、搭接及双螺旋三种结构方式，由半椭圆形折流板构成双螺旋结构，其搭接高度HD和折流板间支撑传热管的跨距HP均为HS/2，在上下两组半椭圆形板所构成的中分面上是一个呈平行四边形的界面，在此界面设有平行四边形的阻流板(7)，在换热器入口处及出口处设有挡板(8)或中向隔板(9)。所述的阻流板(7)为平行四边形的平面板，平行四边形几何参数为对角线长度分别为D和HS/2。壳侧流体进、出接管(2、5)安装在壳体(3)的两端，其前后挡板(8)为等腰三角形平面板，其几何参数为底边长为D，高为HS/4。壳侧流体进、出接管(2、5)安装在壳体(3)的一端，壳体端部将进、出口管分隔为两个独立空间的挡板(9)为一块由等腰三角形和长方形两部分组成，其等腰三角形的几何参数为底边长为D，高为HS/4，其长方形两边的几何参数分别为D和H0，H0的尺寸选用管板(2)和壳体中相邻近折流板周边端点的长度，壳体另一侧挡板(8)为等腰三角形板。所述的螺旋角φ为5°＜φ＜50°。本技术对螺旋折流板结构型式的创新是提出了壳体中流体的流动分为单程和双程两种方式。单程流动方式是以由半椭圆形板组成双螺旋组合方式中，两组双螺旋折流板在壳体中分面上交叉形成一个平行四边形的截面，在此截面上设置一块平行四边形的阻流板，将相邻四块半椭圆形半长轴相连接，在阻流板两侧形成两个独立的螺旋形通道，并在进口及出端两交叉半椭圆形折流板间加装三角形挡板，实现壳侧流体从壳体一端接管进口及在另一端接管出口的单程流动方式。双程流动方式的是在上述结构的基础上，将入口挡板改变为一块由三角形和长方形两部分组成的楔形板，把壳体一端流体进口处分隔为两个独立空间，并在挡板及阻流板两侧形成两个独立的螺旋形通道，壳侧流体只能在其中一个通道中作螺旋流动，直止在壳体另一端的自由空间中折返到另一个通道中作螺旋流动，返回到出口处的另一个空间，由接管排出。因此，壳体上进、出口接管均装在壳体一侧，实现壳侧流体双程流动方式。以下结合附图详细说明本技术实施例附图说明图1为本技术单程流动方式结构示意图。图2为本技术双程流动方式结构示意图。图3为在直径D的圆柱上由两块半椭圆形折流板组成周边连续的折流板结构示意图。图4为图3的中分面上折流板和阻流板几何关系示意图。图5为在直径D的圆柱上由两块半椭圆形折流板组成周边搭接的结构示意图。图6为图5的中分面上折流板和阻流板几何关系示意图。图7为在直径D的圆柱上由半椭圆形折流板组成双螺旋的结构示意图。图8为图7的中分面上折流板和阻流板的几何关系示意图。图9为平行四边形阻流板的几何参数示意图。图10为壳侧单程流动方式前后挡板的几何参数示意图。图11为壳侧双程流动方式前中向隔板的几何参数示意图。本技术结构示意图1和图2中示出了换热器壳侧的组成，其中前后管板1、4和壳体3组成了壳侧空间。在壳体上装有接管2、5和进、出换热器壳侧流体的管道连接，实现壳侧流体连续流动。示意图中为显示折流板及阻流板在壳体中的结构，故未画出传热管。传热管应穿过前后管板及折流板，并和前后管板上管孔密封，构成管侧流体在传热管中流动，并实现和管外壳侧流体进行换热。一种螺旋折流板换热器，螺旋折流板(6)的特征参数为螺旋角φ和直径D，一个螺距长度为HS且HS＝πDtgφ，一个螺距由两块半椭圆形平面板或四块扇形平面板组成的螺旋折流板的基本元件沿螺旋线方向设置在壳体内构成，由基本元件可在换热器中组合成相邻折流板周边连续、搭接及双螺旋三种结构方式，由半椭圆形折流板构成双螺旋结构，其搭接高度HD和折流板间支撑传热管的跨距HP均为HS/2，在上下两组半椭圆形板所构成的中分面上是一个呈平行四边形的界面，在此界面设有平行四边形的阻流板(7)，在换热器入口处及出口处设有挡板(8)。平行四边形阻流板(7)几何参数为对角线长度分别为D和HS/2，挡板(8)为等腰三角形平面板，其几何参数为底边长为D，高为HS/4，构成了壳侧流体从壳体一端接管进到另一端接管出口的单程流动方式。图2和图1中的结构相比较，前挡板采用了如图11所示的中向隔板(9)，中向隔板(9)为一块由等腰三角形和长方形两部分组成的楔形板，其等腰三角形的几何参数为底边长为D，高为HS/4，其长方形两边的几何参数分别为D和H0，H0的尺寸选用管板(2)和壳体中相邻近折流板周边端点的长度，中向隔板与管板和壳体之间的密封结构可选用管壳式换热器中的已有的可拆或不可拆的结构，如焊接、螺钉连接方式，壳体另一侧挡板(8)为等腰三角形板。中向隔板(9)将上下两个接管分隔成两个独立空间，若从进口接管2进入壳侧流体，它在中向隔板9上部进入，在双螺旋折流板交叉的三角形流道中流进左侧第一块阻流板下方的螺旋形通道，然后折返到第二块阻流板上方螺旋形通道，再进入第三块阻流板的下方螺旋通道，绕过三角形的后挡板(8)返回到第三块阻流板的上方，依此在前挡板(9)的下方从出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺旋折流板换热器，螺旋折流板（６）的特征参数为螺旋角φ和直径Ｄ，一个螺距长度为Ｈ↓［Ｓ］且Ｈ↓［Ｓ］＝πＤｔｇφ，一个螺距由两块半椭圆形平面板或四块扇形平面板组成的螺旋折流板的基本元件沿螺旋线方向设置在壳体内构成，由基本元件可在换热器中组合成相邻折流板周边连续、搭接及双螺旋三种结构方式，由半椭圆形折流板构成双螺旋结构，其搭接高度Ｈ↓［Ｄ］和折流板间支撑传热管的跨距Ｈ↓［Ｐ］均为Ｈ↓［Ｓ］／２，其特征在于：在上下两组半椭圆形板所构成的中分面上是一个呈平行四边形的界面，在此界面设有平行四边形的阻流板（７），在换热器入口处及出口处设有挡板（８）或中向隔板（９）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨杰辉，
申请(专利权)人：杨杰辉，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]