CN105910467A - 一种卧式管壳式换热器 - Google Patents

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杨文刚
陈杰
丁国良
胡海涛
杨果成
胡苏阳
高玮
罗婷婷
张晓慧
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    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
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Abstract

本发明涉及一种卧式管壳式换热器，其特征在于：它包括一壳体，在壳体的两端分别通过一管板连接一封头，在壳体一端的顶部设置有壳侧进口管，在壳体另一端的底部设置有壳侧出口管，在靠近壳侧进口管的封头的顶部设置有一管侧进口管，在靠近壳侧出口管的封头的底部紧固连接一管侧出口管，在壳体内设置有一换热管束，换热管束的两端与两管板紧固连接，换热管束包括一沿壳体中心轴线布置的换热直管和多个螺旋设置在换热直管外部的换热弯管。换热管束穿接多个设置在壳体内的折流板。其中，折流板可以为螺旋折流板，也可以为弓形折流板。本发明能够防止壳侧流体气相和液相出现分层现象，本发明换热均匀且稳定性好。

Description

一种卧式管壳式换热器
技术领域
本发明涉及一种换热器，特别是关于一种卧式管壳式换热器。
背景技术
由于管壳式换热器具有可靠稳定、适应性强、设计和制造简单等优点，所以管壳式换热器被广泛地运用于石油化工、电力、环保和制冷等工业领域。如图1所示，传统管壳式换热器包括壳体1、管板2、封头3和换热管束4。其中，换热管束4为直管形式，且换热管束4的空间分布相对固定。但是，当壳侧介质的温度或者相态空间分布不均匀时，在重力作用下壳侧流体气相部分和液相部分会出现分层现象。由于位于管壳式换热器顶部的换热管束只与壳侧气体介质换热，位于管壳式换热器底部的换热管束只与壳侧液体介质换热，因此导致管壳式换热器换热不均匀，从而使得管壳式换热器的换热性能严重下降乃至失效。为保证管壳式换热器能够安全和高效地运行，有必要解决管壳式换热器壳侧流体换热不均匀的问题。
目前解决管壳式换热器壳侧气液分层导致换热恶化问题，主要是通过增加排液孔将冷凝形成的液体排出从而减少壳侧液体。CN104896965A公开了一种带有中间排液的管壳式实验换热器，在该装置的隔板上设置有漏液孔，将冷凝液通过保温管连接到一个封闭的容器内。但是，这种方式会改变闭式混合冷剂制冷循环中混合冷剂的组分，从而将影响整个循环的稳定性。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种换热均匀且稳定性好的卧式管壳式换热器。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种卧式管壳式换热器，其特征在于：它包括一壳体，在所述壳体的两端分别通过一管板连接一封头，在所述壳体一端的顶部设置有壳侧进口管，在所述壳体另一端的底部设置有壳侧出口管，在靠近所述壳侧进口管的所述封头的顶部设置有一管侧进口管，在靠近所述壳侧出口管的所述封头的底部紧固连接一管侧出口管，在所述壳体内设置有一换热管束，所述换热管束的两端与两所述管板紧固连接，所述换热管束包括一沿所述壳体中心轴线布置的换热直管和多个螺旋设置在所述换热直管外部的换热弯管。
所述换热管束穿接多个设置在所述壳体内的折流板。
各所述折流板首尾连接且沿所述换热管束呈螺旋布置，且各所述折流板的旋转方向与所述换热管束的旋转方向相反。
每一所述折流板为带缺口的弓形折流板，每一所述弓形折流板与所述换热管束垂向布置，相邻两所述弓形折流板与所述壳体不同侧的侧壁紧固连接，各所述弓形折流板的所述缺口之间形成流体介质的通道。
每一所述换热弯管均以其中心线至所述换热直管中心线的距离为旋转半径，各所述换热弯管均呈等螺距布置。
每一所述换热弯管均包括两与两所述管板紧固连接的直管段和一位于两所述直管段之间的螺旋管段。
所述换热弯管在所述换热直管的外周由内至外呈分层布置，位于最外层的每一所述换热弯管的螺旋升角为65～75°。
每一所述管板与所述封头之间均通过法兰紧固连接。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明设置了一换热管束，换热管束包括一沿壳体中心轴线布置的换热直管和多个螺旋设置在换热直管外部的换热弯管，能够增加换热管束单位体积内的换热面积，同时螺旋布置的换热弯管能够防止壳侧流体气相和液相出现分层现象，本发明换热均匀且稳定性好。2、本发明每一换热弯管均以其中心线至换热直管中心线的距离为旋转半径，各换热弯管均呈等螺距布置，能够保证换热管束在壳体横截面上的相对位置不变，以便于在换热管束上安装折流板。3、本发明换热管束穿接多个设置在壳体内的折流板，能够对壳侧的流体起到导流和扰动的作用。4、本发明换热弯管在换热直管的外周由内至外呈分层布置，位于最外层的每一换热弯管的螺旋升角为65～75°，能够保证相邻两换热弯管之间存在一定的间隙，能够提高本发明的换热效果。
附图说明
图1是已有技术直管管束的剖面图
图2是本发明连接螺旋折流板的结构示意图
图3是本发明连接弓形折流板的结构示意图
图4是本发明螺旋折流板的结构示意图
图5是本发明弓形折流板的结构示意图
图6是本发明换热管束的剖面示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图2、图3所示，本发明提出了一种卧式管壳式换热器，它包括一壳体1，在壳体1的两端分别通过一管板2连接一封头3。在壳体1一端的顶部设置有壳侧进口管11，在壳体1另一端的底部设置有壳侧出口管12。在靠近壳侧进口管11的封头3的顶部设置有一管侧进口管31，在靠近壳侧出口管12的封头3的底部紧固连接一管侧出口管32。在壳体1内设置有一换热管束4，换热管束4的两端与两管板2紧固连接。换热管束4包括一沿壳体1中心轴线布置的换热直管41和多个螺旋设置在换热直管41外部的换热弯管42，能够增加换热管束4单位体积内的换热面积。
上述实施例中，换热管束4穿接多个设置在壳体1内的折流板5(如图2～5所示)，能够对壳侧的流体起到导流和扰动的作用。如图2、图4所示，折流板5可以采用螺旋形的折流板(如图2所示)，也可以采用弓形折流板(如图5所示)。当采用螺旋形的折流板时，各折流板5可以首尾连接且沿换热管束4呈螺旋布置，各折流板5的旋转方向与换热管束4的旋转方向相反，以便于折流板5与换热管束4之间连接。当采用弓形的折流板时，每一弓形折流板5与换热管束4垂向布置，相邻两弓形折流板5与壳体1不同侧的侧壁紧固连接，各弓形折流板5的缺口51之间形成流体介质的通道(如图3所示)。弓形折流板5的缺口51位置上下或者左右设置。
上述实施例中，如图6所示，每一换热弯管42均以其中心线至换热直管41中心线的距离为旋转半径。各换热弯管42均呈等螺距布置，能够保证换热管束4在壳体1横截面上的相对位置不变。
上述实施例中，如图6所示，换热弯管42在换热直管41的外周由内至外呈分层布置，位于最外层的每一换热弯管42的螺旋升角为65～75°，能够保证相邻两换热弯管42之间存在一定的间隙。
上述实施例中，如图2、图3、图6所示，每一换热弯管42均包括两与两管板2紧固连接的直管段421和一位于两直管段421之间的螺旋管段422。
上述实施例中，每一管板2与封头3之间均通过法兰紧固连接。
使用时，本发明在壳侧相变工况中，特别是应用于壳侧存在气液两相分层流动的工况。本发明换热管束4既能够与本发明顶部的壳侧气相介质换热，也能够与本发明底部的壳侧液相介质换热。由于各换热弯管42在壳体1内呈螺旋形旋转，能够实现各换热弯管42与壳侧介质的换热趋近于均匀。同时通过各折流板5的扰流作用，能够使壳侧介质呈“弓”形或者螺旋形流动，进一步增强了本发明的换热效果和换热均匀性。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (8)

1.一种卧式管壳式换热器，其特征在于：它包括一壳体，在所述壳体的两端分别通过一管板连接一封头，在所述壳体一端的顶部设置有壳侧进口管，在所述壳体另一端的底部设置有壳侧出口管，在靠近所述壳侧进口管的所述封头的顶部设置有一管侧进口管，在靠近所述壳侧出口管的所述封头的底部紧固连接一管侧出口管，在所述壳体内设置有一换热管束，所述换热管束的两端与两所述管板紧固连接，所述换热管束包括一沿所述壳体中心轴线布置的换热直管和多个螺旋设置在所述换热直管外部的换热弯管。
2.如权利要求1所述的一种卧式管壳式换热器，其特征在于：所述换热管束穿接多个设置在所述壳体内的折流板。
3.如权利要求2所述的一种卧式管壳式换热器，其特征在于：各所述折流板首尾连接且沿所述换热管束呈螺旋布置，且各所述折流板的旋转方向与所述换热管束的旋转方向相反。
4.如权利要求2所述的一种卧式管壳式换热器，其特征在于：每一所述折流板为带缺口的弓形折流板，每一所述弓形折流板与所述换热管束垂向布置，相邻两所述弓形折流板与所述壳体不同侧的侧壁紧固连接，各所述弓形折流板的所述缺口之间形成流体介质的通道。
5.如权利要求1所述的一种卧式管壳式换热器，其特征在于：每一所述换热弯管均以其中心线至所述换热直管中心线的距离为旋转半径，各所述换热弯管均呈等螺距布置。
6.如权利要求1所述的一种卧式管壳式换热器，其特征在于：每一所述换热弯管均包括两与两所述管板紧固连接的直管段和一位于两所述直管段之间的螺旋管段。
7.如权利要求1所述的一种卧式管壳式换热器，其特征在于：所述换热弯管在所述换热直管的外周由内至外呈分层布置，位于最外层的每一所述换热弯管的螺旋升角为65～75°。
8.如权利要求1所述的一种卧式管壳式换热器，其特征在于：每一所述管板与所述封头之间均通过法兰紧固连接。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107401857A (zh) * 2017-08-02 2017-11-28 芜湖精达机械制造有限公司 一种三腔室回油冷却器
CN111238258A (zh) * 2020-01-09 2020-06-05 安徽工业大学 一种高承压自清洁换热器及其制造方法
DE102020117913A1 (de) 2020-07-07 2022-01-13 Ford Global Technologies Llc Verfahren zur Herstellung eines Druckgastanks für ein Kraftfahrzeug
US11524572B2 (en) 2020-07-07 2022-12-13 Ford Global Technologies, Llc Pressurized gas tank for a motor vehicle

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201087816Y (zh) * 2007-03-29 2008-07-16 浙江银轮机械股份有限公司 一种管壳式热交换器的冷却管
WO2011008921A2 (en) * 2009-07-16 2011-01-20 Lockheed Martin Corporation Helical tube bundle arrangements for heat exchangers
CN102538562A (zh) * 2012-02-17 2012-07-04 西安交通大学 一种组合式单壳程连续螺旋折流板管壳式换热器
CN103411447A (zh) * 2013-07-31 2013-11-27 广东申菱空调设备有限公司 一种卧式翅片管壳式换热器
CN203432404U (zh) * 2013-06-18 2014-02-12 山东豪迈机械制造有限公司 螺旋缠绕管半浮头式换热器
CN103673680A (zh) * 2013-12-27 2014-03-26 青岛博德化机有限公司 固定管板式弹簧管换热器
CN203534270U (zh) * 2013-11-02 2014-04-09 福州大学 可抽芯换热器
CN104457333A (zh) * 2013-09-13 2015-03-25 海安天润机械科技有限公司 逆向螺旋缠绕管式冷却器
CN204388661U (zh) * 2014-12-01 2015-06-10 成都瑞奇石化工程股份有限公司 一种高效固定式蛇管换热器
CN105115320A (zh) * 2015-09-16 2015-12-02 郑州大学 一种新型螺旋缠绕管换热器
CN205175181U (zh) * 2015-09-28 2016-04-20 重庆市地质矿产勘查开发局南江水文地质工程地质队 一种三进一出螺旋式地埋管换热器

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201087816Y (zh) * 2007-03-29 2008-07-16 浙江银轮机械股份有限公司 一种管壳式热交换器的冷却管
WO2011008921A2 (en) * 2009-07-16 2011-01-20 Lockheed Martin Corporation Helical tube bundle arrangements for heat exchangers
CN102538562A (zh) * 2012-02-17 2012-07-04 西安交通大学 一种组合式单壳程连续螺旋折流板管壳式换热器
CN203432404U (zh) * 2013-06-18 2014-02-12 山东豪迈机械制造有限公司 螺旋缠绕管半浮头式换热器
CN103411447A (zh) * 2013-07-31 2013-11-27 广东申菱空调设备有限公司 一种卧式翅片管壳式换热器
CN104457333A (zh) * 2013-09-13 2015-03-25 海安天润机械科技有限公司 逆向螺旋缠绕管式冷却器
CN203534270U (zh) * 2013-11-02 2014-04-09 福州大学 可抽芯换热器
CN103673680A (zh) * 2013-12-27 2014-03-26 青岛博德化机有限公司 固定管板式弹簧管换热器
CN204388661U (zh) * 2014-12-01 2015-06-10 成都瑞奇石化工程股份有限公司 一种高效固定式蛇管换热器
CN105115320A (zh) * 2015-09-16 2015-12-02 郑州大学 一种新型螺旋缠绕管换热器
CN205175181U (zh) * 2015-09-28 2016-04-20 重庆市地质矿产勘查开发局南江水文地质工程地质队 一种三进一出螺旋式地埋管换热器

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107401857A (zh) * 2017-08-02 2017-11-28 芜湖精达机械制造有限公司 一种三腔室回油冷却器
CN111238258A (zh) * 2020-01-09 2020-06-05 安徽工业大学 一种高承压自清洁换热器及其制造方法
CN111238258B (zh) * 2020-01-09 2021-03-23 安徽工业大学 一种高承压自清洁换热器及其制造方法
DE102020117913A1 (de) 2020-07-07 2022-01-13 Ford Global Technologies Llc Verfahren zur Herstellung eines Druckgastanks für ein Kraftfahrzeug
US11524572B2 (en) 2020-07-07 2022-12-13 Ford Global Technologies, Llc Pressurized gas tank for a motor vehicle

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