CN101943527A - 一种多壳程逆流增速型管壳式换热器 - Google Patents

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一种多壳程逆流增速型管壳式换热器，其特征在于：该换热器包括壳体(5)、管箱(2)、管板(3)和(8)，管板设置在壳体的两端，管箱(2)连接在管板(3)的外侧且内部设置隔板，壳体的另一侧设有端盖(11)，壳体内设有换热管(6)；所述换热管6贯穿管板(3)和(8)与管箱和端盖连通，壳体中设置纵向逆流增速导流板(7)和横向增速扰动导流板(12)。本发明换热器可通过在壳体中设置纵向逆流增速导流板和横向增速扰动导流板实现管壳式换热器中壳程内流体沿轴向方向与管内流体形成逆向和快速流动换热、减小流体间传热温差、提高换热效率。

Description

一种多壳程逆流增速型管壳式换热器
技术领域
本发明涉及换热器加工制造领域，尤其是一种多壳程逆流增速型管壳式换热器。
背景技术
壳管式换热器广泛用于化工、食品、制冷空调等领域，是在一个圆筒形壳体内设置许多平行的管子，让两种流体分别从管内空间和管外空间流过并进行热量交换。对于目前广泛使用的单壳程管壳式换热器，当换热器传热量较大时导致壳体直径较大和单壳程流通截面很大，导致壳侧流体的速度很低，造成换热器整体换热系数不高，换热效率低。
发明内容
本发明的目的正是为了解决上述单壳程管壳式换热器所存在的不足，提供一种体积小、换热效率高的多壳程逆流增速型管壳式换热器。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的多壳程逆流增速型管壳式换热器，包括壳体、壳体一端设有管板Ⅰ，管箱连接在管板Ⅰ的外侧且内部设置隔板，壳体的另一端设有端盖，壳体内设有换热管，管箱上设有管接口Ⅰ和管接口Ⅱ，在壳体的上部和下部分别设置管接口Ⅲ和管接口Ⅳ，其中，换热器壳体内设置至少一层纵向逆流增速导流板，将壳体内部分为至少两个壳程，使形成的管外流体流程数与管内流体流程数相同且沿轴向流动方向相反。
所述纵向逆流增速导流板在壳体内的固定方式为：纵向逆流增速导流板一端可与管板通过焊接固定或与壳体通过焊接固定，也可以通过插入壳体的轴向插槽内固定或其它固定方式。
本发明中在换热器壳体内，在壳体与纵向逆流增速导流板形成的每个管外流体流道内部设置若干个横向增速扰动导流板，横向增速扰动导流板形状与壳体内形成的管外流体流道截面形状相同，横向增速导流板一端留有通道缺口，并在导流板板面上开有用于支撑换热管的管孔。
本发明优选在换热器壳体内设置一层纵向逆流增速导流板，所述的换热管可以是直管式换热管，当换热管为直管式换热管时，在壳体的另一端设有管板Ⅱ，换热管贯穿管板Ⅰ和管板Ⅱ与两端的管箱和端盖连通。
所述的换热管也可以是U型管型换热管，当换热管为U型管型换热管时，壳体与端盖焊接或采用法兰连接。端盖通过法兰的固定件和壳体连接在一起，方便在液态热源质量较差时换热器的清洗和维护。
本发明在管箱内部设置隔板，将管箱分为上管箱和下管箱，下管箱为梯形管箱或在管箱下端的内部设置均流板。使换热器在作为制冷系统蒸发器使用时，液态工质能够均匀的分配到换热管中。
在管箱内部设置隔板，将管箱分为上管箱和下管箱，上管箱大于下管箱。使换热器在作为制冷系统蒸发器使用时，气态工质能够顺利的流出换热管。
本发明中管板与壳体可以焊接的方式连接，管箱与管板可以是焊接连接方式或法兰连接方式，也可以是其它连接方式。
本发明在壳体的上下部靠近管板的位置设置的管接口可根据壳程数设在壳体同一端或分设在壳体两端。
本发明产生的技术效果如下：
本发明的多壳程逆流增速型管壳式换热器通过壳体内设置的纵向逆流增速导流板将单程壳程分为多壳程，可提高壳侧流体的流速并使其沿纵向和管内的流体形成逆流，避免出现壳程流体与管内流体的高、低温区形成跨温区换热的情况，减小了两种流体的换热温差损失，通过壳体内设置的横向增速扰动导流板增加了壳侧流体的流速和扰动，通过上述措施使壳管式换热器整体的换热系数增大，在相同换热器体积下增大了换热量或在相同换热量下使换热器的体积减小。
附图说明
图1为本发明中实施例1的结构示意图。
图2为本发明中实施例2的结构示意图。
图3为本发明中实施例3的结构示意图。
图4为本发明中实施例4的结构示意图。
图5为本发明中实施例5的结构示意图。
图6为本发明中实施例6的结构示意图。
图7为本发明中实施例7的结构示意图。
图8为本发明中实施例8的结构示意图。
图9为本发明中实施例9的结构示意图。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例作进一步描述，但并不限制本发明。
实施例1
如图1所示，多壳程逆流增速型管壳式换热器包括壳体5、壳体的两端设有管板Ⅰ3和管板Ⅱ，管箱2连接在管板Ⅰ3的外侧且内部设置隔板，将换热器管箱分为上管箱2-1和下管箱2-2；壳体的另一端设有端盖11，壳体内设有换热管6，所述的换热管为直管式换热管，换热管贯穿管板Ⅰ（3）和管板Ⅱ（8）与两端的管箱和端盖连通。管箱2上设有管接口Ⅰ1和管接口Ⅱ9，在壳体的上部和下部分别设置管接口Ⅲ4和管接口Ⅳ10，在换热器壳体内设置纵向逆流增速导流板7，将壳体内部分为两个壳程，使形成的管外流体流程数与管内流体流程数相同且沿轴向流动方向相反。
工作流程如下：纵向逆流增速导流板7的将换热器壳体分为第一壳程和第二壳程，一种介质从管接口9进入换热器管箱2的下管箱2-2，沿第二壳程流到换热器另一端进入第一壳程，从管接口1流出换热器；另一种工质从管接口4进入壳体内，先经过第一壳程，然后经过第二壳程，从管接口10流出壳体，两种介质在流通过程中形成逆流换热。
实施例2
如图2所示，本实施例是在实施例1的结构的基础上，在壳体与纵向逆流增速导流板形成的每个管外流体流道内部设置若干个横向增速扰动导流板12，横向增速扰动导流板形状与壳体内形成的管外流体流道截面形状相同，横向增速导流板一端留有通道缺口，并在导流板板面上开有用于支撑换热管的管孔。用以增加壳侧介质的流程长度和介质的扰动性。
实施例3
如图3所示，该实施方式中所述的换热管为U型换热管，壳体5与端盖8采取焊接连接方式，其它同实施例1。
实施例4
如图4所示，该实施例是在实施例3的结构的基础上，在壳体5内，在壳体与纵向逆流增速导流板形成的每个管外流体流道内部设置若干个横向增速扰动导流板12，横向增速扰动导流板形状与壳体内形成的管外流体流道截面形状相同，横向增速导流板一端留有通道缺口，并在导流板板面上开有用于支撑换热管的管孔。用以增加壳侧介质的流程长度和介质的扰动性。
实施例5
如图5 所示，该实施例中的U型管式换热器与实施例3中U型管式换热器的结构基本相同。其不同之处在于壳体5的一端设有法兰14，端盖11通过固定件和法兰14连接在一起。
实施例6
如图6所示，该实施例是在实施例5的结构的基础上，在壳体5内加装横向增速扰动导流板12。横向增速扰动导流板形状与壳体内形成的管外流体流道截面形状相同，横向增速导流板一端留有通道缺口，并在导流板板面上开有用于支撑换热管的管孔。用以增加壳侧介质的流程长度和介质的扰动性。
实施例7
如图7 所示，该实施例是在实施例3的结构的基础上，在下管箱2-2内设置均流板13。使换热器在作为制冷系统蒸发器使用时，液态工质能够均匀的分配到换热管中。
实施例8
如图8 所示，该实施例是在实施例3的结构的基础上，管箱的下管箱2-2设成梯形状。使换热器在作为制冷系统蒸发器使用时，液态工质能够均匀的分配到换热管中。
实施例9
如图9 所示，该实施例是在实施例3的结构的基础上，壳体上管箱2-1比下管箱2-2大。使换热器在作为制冷系统蒸发器使用时，气态工质能够顺利的流出换热管。

Claims (8)

1.一种多壳程逆流增速型管壳式换热器，包括壳体（5）、壳体一端设有管板Ⅰ（3），管箱（2）连接在管板Ⅰ（3）的外侧且内部设置隔板，壳体的另一端设有端盖（11），壳体内设有换热管（6），管箱（2）上设有管接口Ⅰ（1）和管接口Ⅱ（9），在壳体的上部和下部分别设置管接口Ⅲ（4）和管接口Ⅳ（10），其特征在于：换热器壳体内设置至少一层纵向逆流增速导流板（7），将壳体内部分为至少两个壳程，使形成的管外流体流程数与管内流体流程数相同且沿轴向流动方向相反。
2.根据权利要求1所述的多壳程逆流增速型管壳式换热器，其特征在于：在换热器壳体内，在壳体与纵向逆流增速导流板形成的每个管外流体流道内部设置有横向增速扰动导流板（12），横向增速扰动导流板形状与壳体内形成的管外流体流道截面形状相同，横向增速导流板一端留有通道缺口，并在导流板板面上开有用于支撑换热管的管孔。
3.根据权利要求1或2所述的多壳程逆流增速型管壳式换热器，其特征在于：换热器壳体内设置一层纵向逆流增速导流板（7），所述的换热管为直管式换热管，在壳体的另一端设有管板Ⅱ（8），换热管贯穿管板Ⅰ（3）和管板Ⅱ（8）与两端的管箱和端盖连通。
4.根据权利要求3所述的多壳程逆流增速型管壳式换热器，其特征在于：在管箱（2）内部设置隔板，将管箱分为上管箱和下管箱，下管箱为梯形管箱或在管箱下端的内部设置均流板。
5.根据权利要求3所述的多壳程逆流增速型管壳式换热器，其特征在于：在管箱（2）内部设置隔板，将管箱分为上管箱和下管箱，上管箱大于下管箱。
6.根据权利要求1或2所述的多壳程逆流增速型管壳式换热器，其特征在于：换热器壳体内设置一层纵向逆流增速导流板（7），所述的换热管为U型管型换热管，壳体（5）与端盖（11）焊接或采用法兰连接。
7.根据权利要求6所述的多壳程逆流增速型管壳式换热器，其特征在于：在管箱（2）内部设置隔板，将管箱分为上管箱和下管箱，下管箱为梯形管箱或在管箱下端的内部设置均流板。
8.根据权利要求6所述的多壳程逆流增速型管壳式换热器，其特征在于：在管箱（2）内部设置隔板，将管箱分为上管箱和下管箱，上管箱大于下管箱。
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