不等边三分扇形螺旋折流板管壳式换热器制造技术

不等边三分扇形螺旋折流板管壳式换热器，涉及螺旋折流板管壳式换热器的技术领域。本实用新型专利技术的管板同心布置并焊接在圆筒形壳体的两端，每块折流板倾斜布置在圆筒形壳体内，每块折流板的投影约占据圆筒形壳体的内截面圆的三分之一，每块折流板由一条椭圆曲边和两条直边构成，两条直边分别位于管束的自然间隔中，以该折流板相切椭圆的半短轴为基准线，基准线与壳体轴线垂直，且与该折流板包含的正三角形排列布管的一条管孔中心连线重合或平行；每块折流板以基准线为轴倾斜；两条直边与基准线的夹角相等。本实用新型专利技术实现了换热效率高、降低阻力损失、适合于正三角形排列布管的目的。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及螺旋折流板管壳式换热器，尤其涉及正三角排列布管的管壳式换热 器的

技术介绍
管壳式换热器因其结构简单，承受压力高的特点依然是热交换设备的主流型式。常 用的弓形折流板形式虽然加工制造简单，但存在流动死区，流动阻力较大，以及在缺口 处管束支撑跨距较大，容易诱导振动破坏等缺点，因而催生许多新的管束支撑方案，螺 旋折流板就是其中之一。理论上的螺旋折流板是曲面，难以制作，国内外已有1/4椭圆/ 扇形螺旋折流板改进方案，每层折流板由4片l/4椭圆/扇形折流板组成，头尾相接可组 成壳侧螺旋通道。由于管壳式换热器中大量使用的是最为紧凑的正三角形布置的管束， 而这就给在1/4椭圆/扇形折流板上进行倾斜管孔的划线定位造成较大的困难，影响了这 种类型折流板的普及应用。由于目前在1/4扇形折流板设计时都按等边扇形设计，而等 边1/3扇形折流板也无法适应正三角形排列均匀布管方案。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种换热效率高、降低阻力损失、适合于正三角形排列布管的不 等边三分扇形螺旋折流板管壳式换热器。本专利技术为实现上述目的采用如下技术方案本专利技术包括圆筒形壳体、管束、左管板、右管板、流体进口接管、流体出口接管， 两块管板同心布置并焊接在圆筒形壳体的两端，管束的每根管子都从一端管板穿入，再 从右管板伸出，每个管子的管端都与管板焊接或胀接；流体进口接管、流体出口接管布 置在圆筒形壳体的两端侧面；其特征在于还包括若干块折流板，每块折流板倾斜布置 在圆筒形壳体内，每块扇形折流板的投影约占据圆筒形壳体的内截面圆的三分之一，每3块扇形折流板由一条椭圆曲边和两条直边构成，两条直边分别位于管束的自然间隔中， 两条直边的长度一般不要求相等；以该扇形折流板相切椭圆的半短轴为基准线，基准线 与壳体轴线垂直，且与该扇形折流板包含的正三角形排列布管的一条管孔中心连线重合 或平行；两条直边与基准线的夹角相等；每块扇形折流板以基准线为轴倾斜；相邻两块 折流板的后一块扇形折流板的前缘边与前一块扇形折流板的后缘边在折流板外圈首尾相 接，每块扇形折流板上的管孔与管板上的管孔一一对应。比较好的是本技术的扇形折流板的直边呈阶梯状。 比较好的是本技术的相互连接的扇形折流板为双头螺旋方式连接。 本技术的扇形折流板实为椭圆扇形，由一条椭圆曲边和两条直边构成，以该折 流板相切椭圆的半短轴为基准线，基准线与该折流板包含的正三角形排列布管的一条管 孔中心连线重合或平行；由于两条直边的位置都在管束的自然间隔中，长度一般不相等， 但两条直边与基准线的夹角相等；两条直边的夹角随倾斜角-的不同将稍大于120。；相 邻两块折流板的后一块折流板的前缘边与前一块折流板的后缘边在折流板外圈首尾相 接，宜有少量重叠，重叠余量以方便钻孔且不干涉相邻管束为原则。三分椭圆螺旋折流 板管壳式换热器的折流板也可不严格按三等分分隔，必要时可以采用阶梯形边来适应管 束的自然间隔。三分椭圆螺旋折流板还可采用双头螺旋方式。本技术采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点1、 壳侧流体由弓形折流板方案的蛇形流动变为本方案的螺旋流动。前者的流动方向 不断改变，造成对传热没有贡献的局部阻力损失，而后者的流动方向基本不变，没有额 外的阻力损失。由于各折流板覆盖了全部流体通道，且支撑点间距不变，位置逐步变化， 避免了弓形折流板方案的流动死区和部分管束支撑跨距过大容易产生共振而造成振动破 坏的问题，使得本方案不仅传热效率提高，流动阻力减小，而且强度条件改善。对于壳 侧容积流速较大的场合，可采用双头螺旋折流板，以减小层距，縮小管束的支撑间距。2、 对于正三角形布置管孔的方案，由于同一层的三块折流板分别布置在圆的三分之 一扇形区的位置，以该折流板相切椭圆的半短轴为基准线，基准线与壳体轴线垂直，并 与该折流板包含的正三角形排列布管的一条管孔中心连线重合或平行，由于基准线与轴 线垂直，折流板以基准线为轴倾斜，折流板上与基准线平行方向的尺寸没有改变，而与 基准线垂直方向的管孔间距尺寸则略有放大，需要除以COS"，两条直角边的夹角是倾斜 角"的单值函数，所以对不等边三分扇形折流板的下料和折流板上倾斜管孔的定位划线加工也是可以实现的，但由于定位基准与边没有直接关联，孔加工时不能像三分椭圆螺 旋折流板那样将折流板的边作为定位基准，因此其制造工艺不如三分椭圆螺旋折流板方 案方便。在均匀布管情况下，管孔布置方案同样可以设计成三等分对称布置，使划线和 加工更为简化。在同样的倾斜角下，三分扇形折流板方案比三分椭圆折流板方案的螺距 约增大15.5%。3、与四分之一椭圆/扇形螺旋折流板相比，三分扇形螺旋折流板与三分椭圆螺旋折 流板一样适合正三角形布置管孔的方案，可以根据现有布管方式灵活确定分隔方案，由 于两条直边都在管束的自然间隔中，不必采取为边而让路，减少管子数目的措施；而且 以更少的折流板数目来完成指定任务，给折流板的加工、装配带来方便，由于正三角形 排列布管的方案占管壳式换热器的绝大多数，本技术方案将大大促进其发展和普及 应用。附图说明图1是本技术的一种立体结构示意图。图2是本技术折流板首尾相接布置立体示意图。图3是本技术扇形折流板投影主视图。图4是本技术扇形折流板的俯视图。图5是图4的A向剖视图。图6是本专利技术实施例2的扇形折流板在换热器中布置的投影视图。 图7是本专利技术实施例3的扇形折流板在换热器中布置的投影视图。具体实施方式以下结合附图对本技术的技术方案进行详细说明实施例l:如图1一5所示，本专利技术包括圆筒形壳体l、管束2、左管板31、右管板32、流体进口接管5、流体出口接管6，左管板31、右管板32同心布置并焊接在圆筒形 壳体1的两端，管束2的每根管子都从左管板31穿入，再从右管板32伸出，每个管子 的管端都与管板3焊接或胀接；流体进口接管5、流体出口接管6方便流体进入壳体后的 均匀分布和方便汇集流体为原则，分别布置在圆筒形壳体1的两端侧面位置；还包括若 干块扇形折流板4，每块扇形折流板4倾斜布置在圆筒形壳体1内，每块扇形折流板4的投影约占据圆筒形壳体1的内截面圆的三分之一；每块扇形折流板4由一条椭圆曲边 和两条直边构成，两条直边分别位于管束的自然间隔中，两条直边的长度一般不要求相 等；以该扇形折流板相切椭圆的半短轴为基准线，基准线与壳体轴线垂直，且与该扇形 折流板包含的正三角形排列布管的一条管孔中心连线重合或平行；每块扇形折流板以基 准线为轴倾斜；两条直边与基准线的夹角相等，两条直边的夹角随倾斜角^的不同将稍 大于120度；相邻两块扇形折流板4的后一块扇形折流板的前缘边与前一块扇形折流板 的后缘边在折流板外圈首尾相接，每块扇形折流板4上的管孔与管板3上的管孔一一对 应。实施例2:如图6所示， 一种均匀布管方式，管板中心无管位，使之刚好位于3个管孔的中心， 一个螺距的扇形折流板按三等分分隔成A、 B、 C三块，它们的几何尺寸相同；此时每块扇形折流板的两条直边长度不相等，每块扇形折流板的基准线都与一条管孔的中心连线平行而不重合。实施例3:如图7所示， 一种均匀布管方式，这是最常见的以管板中心为一个管位对称排列布管的方案。扇形折流板按三等分分隔，折流板两条直边长度不相等，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不等边三分扇形螺旋折流板管壳式换热器，包括圆筒形壳体（１）、管束（２）、左管板（３１）、右管板（３２）、流体进口接管（５）、流体出口接管（６），两块管板（３）同心布置并焊接在圆筒形壳体（１）的两端，管束（２）的每根管子都从左管板（３１）穿入，再从右管板（３２）伸出，每个管子的管端都与管板（３）焊接或胀接；流体进口接管（５）、流体出口接管（６）布置在圆筒形壳体（１）的两端侧面；其特征在于：还包括若干块扇形折流板（４），每块扇形折流板（４）倾斜布置在圆筒形壳体（１）内，每块扇形折流板（４）的投影约占据圆筒形壳体（１）的内截面圆的三分之一；每块扇形折流板（４）由一条椭圆曲边和两条直边构成，两条直边分别位于管束的自然间隔中，两条直边的长度不相等；以该折流板相切椭圆的半短轴为基准线，基准线与壳体轴线垂直，且与该折流板包含的正三角形排列布管的一条管孔中心连线重合或平行；每块扇形折流板以基准线为轴倾斜；两条直边与基准线的夹角相等；相邻两块扇形折流板（４）的后一块折流板的前缘边与前一块折流板的后缘边在折流板外圈首尾相接，每块扇形折流板（４）上的管孔与管板（３）上的管孔一一对应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亚平，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]