CN105910486B - 一种多头六分螺旋折流板换热器的折流板支撑结构 - Google Patents

Abstract

一种多头六分螺旋折流板换热器的折流板支撑结构，包括左管板、螺旋折流板组、拉杆组、套管组、螺母组和倾斜垫圈组；采用单管程或双管程的正三角形布管，6根周边拉杆位于相邻折流板周向重叠所夹管排的最外侧；倾斜垫圈组用于补正倾斜的螺旋折流板，使所有定距套管可采用垂直端面结构，并配合拉杆组将空间不同方位倾斜的相邻折流板紧固为一体；采用双头或三头螺旋折流板组，调整各头螺旋折流板组的轴向位置以避免干涉。本发明的结构适合于大中型管壳式换热器，可缩短支撑距离，避免振动破坏，并减小折流板钻孔过程首排与末排管孔的高度差。

Description

一种多头六分螺旋折流板换热器的折流板支撑结构

技术领域

本发明涉及一种换热器的折流板支撑结构，尤其涉及一种多头六分螺旋折流板换热器的折流板支撑结构的技术领域。

背景技术

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。螺旋折流板换热器能够克服常用的弓形折流板所存在的有流动死区，流动阻力较大，以及在缺口处管束支撑跨距较大，容易结垢和诱导振动破坏等缺点。目前研究和应用最多的四分螺旋折流板换热器是适合正方形布管的形式，并不适合于绝大多数换热器所使用的正三角形布管的自然分割。只有三分和六分螺旋折流板换热器符合正三角形布管的自然分割。对于大型螺旋折流板换热器，三分螺旋折流板的尺寸较大且弦长较长，使得钻孔过程第一排与最后一排管孔的高度差比较大。此外，对于大型管壳式换热器，管束振动问题是必须考虑的问题，而多头螺旋可以在通流面积基本不变的前提下缩小支撑距离，避免管束振动破坏。

发明内容

本发明目的是提供一种适合大型管壳式换热器的多头六分螺旋折流板换热器的折流板支撑结构，使之能够尽量以较少的拉杆数量使换热器的螺旋折流板得到有效支撑，并可提高换热系数。

本发明为实现上述目的采用如下技术方案：

一种多头六分螺旋折流板换热器的折流板支撑结构，包括设置在换热器左侧的左管板1、固定在左管板1上的拉杆3、安装在拉杆3上的螺旋折流板组2和套装在拉杆3上的套管组4；所述螺旋折流板组2由外周边首尾相接的螺旋折流板2-1-1组成，所述螺旋折流板2-1-1为扇形结构，在换热器中倾斜布置，相邻的螺旋折流板2-1-1在换热器横截面上的投影有相互重叠部分，相邻的螺旋折流板2-1-1的重叠部分夹持同一排换热管子；所述拉杆3包括设置在中心位置的中心拉杆3-2和6根均匀设置在中心拉杆3-2四周的周边拉杆3-1；所述套管组4包括端部套管组4-1、周边定距套管组4-2和中心定距套管组4-3，所述端部套管组4-1由套装在周边拉杆3-1和中心拉杆3-2并设置在左管板1和左侧螺旋折流板之间的套管组成；所述周边定距套管组4-2由套装在周边拉杆3-1上并设置在螺旋折流板之间的套管组成；所述中心定距套管组4-3由套装在中心拉杆3-2上并设置在螺旋折流板之间的套管组成；

所述周边拉杆3-1位于相邻螺旋折流板周向重叠所夹管排的外侧；所述中心拉杆3-2依次穿过各螺旋折流板2-1-1上开设在圆心位置的拉杆孔；

还包括倾斜垫圈6，其设置在螺旋折流板2-1-1上的各拉杆孔处，用于将倾斜的螺旋折流板2-1-1在拉杆孔处补正为垂直于管束的平面，配合端面垂直的套管将穿套在同一拉杆上的螺旋折流板2-1-1紧固为一体；所述螺旋折流板组2包括两头螺旋折流板组，包括第一头螺旋折流板组2-1和第二头螺旋折流板组2-2，所述第一头螺旋折流板组2-1和第二头螺旋折流板组2-2关于换热器的中心轴线中心对称；或者所述螺旋折流板组2包括三头螺旋折流板组，包括第一头螺旋折流板组2-1、第二头螺旋折流板组2-2和第三头螺旋折流板组2-3，所述第一头螺旋折流板组2-1、第二头螺旋折流板组2-2和第三头螺旋折流板组2-3分别相互关于换热器的中心轴线中心对称；相邻的两头螺旋折流板组之间的轴向距离为S＝δ/cosβ+2δ₁，其中δ为折流板厚度，δ₁为单片倾斜垫圈的中心厚度，β为折流板倾斜角。

进一步地，所有拉杆3的左端均与左管板1螺纹连接或焊接。

进一步地，还包括螺母组5，其与所述拉杆组3相对应，布置在最后一组螺旋折流板的右侧，固定在各拉杆3的右端。

进一步地，所述多头六分螺旋折流板换热器采用正三角形方式布管，管程数为1或2。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：

1、采用六分螺旋折流板和三分螺旋折流板一样都是适合正三角形布管换热器自然分割的方案，与后者相比，前者的尺寸减小近一半，特别是弦长的投影长度与半径相当，有利于模具的设计，并缩小钻孔过程首排与末排管孔的高度差。大型管壳式换热器的折流板要求采用6根以上拉杆固定，采用六分螺旋折流板换热器正好符合其规定。

2、采用倾斜垫圈方法不仅避免了倾斜套管加工的困难，而且也使得在相邻折流板周向重叠区拉杆孔处向不同空间方位倾斜的板间隙可以通过2片倾斜垫圈得以补正贴平，从而解决了将周边拉杆孔设置在相邻折流板周向重叠区的管排最外侧时不能压平的问题，使每根拉杆可以同时紧固2组扇区的折流板，有利于减少拉杆数目，且相邻折流板之间互相支撑，可增加管束的刚性。

3、采用本发明的结构后，系列化倾斜垫圈可以采用失蜡浇铸或注塑批量化生产；而套管则可以全部采用垂直端面的结构。

4、本发明的多头六分螺旋折流板换热器的结构解决了大型换热器因螺旋导程或支撑距离较长容易诱导管束振动的问题；将相邻两头螺旋折流板组之间的轴向距离调整为(δ/cosβ+2δ₁)可解决不同头的周向重叠螺旋折流板在中心轴线附近干涉的问题；此外，因一个周期的板片数量较多，六分螺旋折流板换热器的螺旋线与理论螺旋线更加接近，其换热系数也更高。

附图说明

图1是本发明的双管程双头六分螺旋折流板换热器螺旋折流板支撑结构立体示意图；

图2是本发明的双管程双头六分螺旋折流板换热器螺旋折流板支撑结构局部放大立体示意图。

图3是本发明的单管程三头六分螺旋折流板换热器螺旋折流板支撑结构立体示意图；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于设备本身而言，指向设备内部的方向为内，反之为外，而非对本发明的装置机构的特定限定。

本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

实施例1为双管程双头六分螺旋折流板换热器螺旋折流板支撑结构，如图1和图2所示。本发明的多头六分螺旋折流板换热器的折流板支撑结构，包括设置在换热器左侧的左管板1、固定在左管板1上的拉杆3、安装在拉杆3上的螺旋折流板组2和套装在拉杆3上的套管组4；螺旋折流板组2由外周边首尾相接的螺旋折流板2-1-1组成，螺旋折流板2-1-1为扇形结构，在换热器中倾斜布置，相邻的螺旋折流板2-1-1在换热器横截面上的投影有相互重叠部分，相邻的螺旋折流板2-1-1的重叠部分夹持同一排换热管；所述拉杆3包括设置在中心位置的中心拉杆3-2和6根均匀设置在四周的周边拉杆3-1；所述套管组4包括端部套管组4-1、周边定距套管组4-2和中心定距套管组4-3，所述端部套管组4-1由套装在周边拉杆3-1和中心拉杆3-2并设置在左管板1和左侧6块螺旋折流板之间的套管组成；所述周边定距套管组4-2由套装在周边拉杆3-1上并设置在螺旋折流板之间的套管组成；所述中心定距套管组4-3由套装在中心拉杆3-2上并设置在螺旋折流板之间的套管组成；

所述周边拉杆3-1位于相邻螺旋折流板周向重叠所夹管排的外侧；所述中心拉杆3-2依次穿过各螺旋折流板2-1-1上开设在圆心位置的拉杆孔；

还包括倾斜垫圈6，其设置在螺旋折流板2-1-1上的各拉杆孔处，用于将倾斜的螺旋折流板2-1-1在拉杆孔处补正为垂直于管束的平面，配合端面垂直的套管将穿套在同一拉杆上的螺旋折流板2-1-1紧固为一体；所述螺旋折流板组2包括两头螺旋折流板组，包括第一头螺旋折流板组2-1和第二头螺旋折流板组2-2，第一头螺旋折流板组2-1和第二头螺旋折流板组2-2关于换热器的中心轴线中心对称；或者所述螺旋折流板组(2)包括三头螺旋折流板组，包括第一头螺旋折流板组(2-1)、第二头螺旋折流板组(2-2)和第三头螺旋折流板组(2-3)，所述第一头螺旋折流板组(2-1)、第二头螺旋折流板组(2-2)和第三头螺旋折流板组(2-3)分别相互关于换热器的中心轴线中心对称；相邻的两头螺旋折流板组之间的轴向距离为S＝δ/cosβ+2δ₁，其中δ为折流板厚度，δ₁为单片倾斜垫圈的中心厚度，β为折流板倾斜角。

所有拉杆3的左端均与左管板1螺纹连接或焊接。

作为优选的方式，还包括螺母组5，其与拉杆组3相对应，布置在最后一组螺旋折流板的右侧，固定在各拉杆3的右端。

作为优选的方式，多头六分螺旋折流板换热器采用正三角形方式布管，管程数为1或2。

实施例2为单管程三头六分螺旋折流板换热器螺旋折流板支撑结构，如图3所示。

实施例2与实施例1的区别之处在于，螺旋折流板组2包括三头螺旋折流板组，包括第一头螺旋折流板组2-1、第二头螺旋折流板组2-2和第三头螺旋折流板组2-3，第一头螺旋折流板组2-1、第二头螺旋折流板组2-2和第三头螺旋折流板组2-3分别相互关于换热器的中心轴线中心对称。

上述实施例1或2中，先在换热器空间内构造第1头螺旋折流板组(2-1)，以换热器的轴线为中心，N等分中心对称阵列复制所述第1头螺旋折流板组，形成第1头螺旋折流板组(2-1)、第2头螺旋折流板组(2-2)、第N头螺旋折流板组(2-N)，N＝2或3。

作为一种优选的方式，端部套管组4-1由7根按照左端第一组6块螺旋折流板的设计位置确定长度的套管组成；所述周边定距套管组4-2按照6个扇区各螺旋折流板的周边拉杆孔处之设计位置确定长度；所述中心定距套管组4-3按照6个扇区各螺旋折流板的中心拉杆孔处之设计位置确定长度。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种多头六分螺旋折流板换热器的折流板支撑结构，其特征在于，包括设置在换热器左侧的左管板(1)、固定在左管板(1)上的拉杆(3)、安装在拉杆(3)上的螺旋折流板组(2)和套装在拉杆(3)上的套管组(4)；所述螺旋折流板组(2)由外周边首尾相接的螺旋折流板(2-1-1)组成，所述螺旋折流板(2-1-1)为扇形结构，在换热器中倾斜布置，相邻的螺旋折流板(2-1-1)在换热器横截面上的投影有相互重叠部分，相邻的螺旋折流板(2-1-1)的重叠部分夹持同一排换热管；所述拉杆(3)包括设置在中心位置的中心拉杆(3-2)和6根均匀设置在四周的周边拉杆(3-1)；所述套管组(4)包括端部套管组(4-1)、周边定距套管组(4-2)和中心定距套管组(4-3)，所述端部套管组(4-1)由套装在周边拉杆(3-1)和中心拉杆(3-2)上并设置在左管板(1)和左侧6块螺旋折流板之间的套管组成；所述周边定距套管组(4-2)由套装在周边拉杆(3-1)上并设置在螺旋折流板之间的套管组成；所述中心定距套管组(4-3)由套装在中心拉杆(3-2)上并设置在螺旋折流板之间的套管组成；

所述周边拉杆(3-1)位于相邻螺旋折流板周向重叠所夹管排的外侧；所述中心拉杆(3-2)依次穿过各螺旋折流板(2-1-1)上开设在圆心位置的拉杆孔；

还包括倾斜垫圈(6)，其设置在螺旋折流板(2-1-1)上的各拉杆孔处，用于将倾斜的螺旋折流板(2-1-1) 在拉杆孔处补正为垂直于管束的平面，配合端面垂直的套管将穿套在同一拉杆上的各螺旋折流板(2-1-1)紧固为一体；所述螺旋折流板组(2)包括两头螺旋折流板组，包括第一头螺旋折流板组(2-1)和第二头螺旋折流板组(2-2)，所述第一头螺旋折流板组(2-1)和第二头螺旋折流板组(2-2)关于换热器的中心轴线中心对称；或者所述螺旋折流板组(2)包括三头螺旋折流板组，包括第一头螺旋折流板组(2-1)、第二头螺旋折流板组(2-2)和第三头螺旋折流板组(2-3)，所述第一头螺旋折流板组(2-1)、第二头螺旋折流板组(2-2)和第三头螺旋折流板组(2-3)分别相互关于换热器的中心轴线中心对称；相邻的两头螺旋折流板组之间的轴向距离为S=δ/cosβ+2δ ₁，其中δ为折流板厚度，δ ₁为单片倾斜垫圈的中心厚度，β为折流板倾斜角。

2.根据权利要求1所述的一种多头六分螺旋折流板换热器的折流板支撑结构，其特征在于，所有拉杆(3)的左端均与左管板(1)螺纹连接或焊接。

3.根据权利要求1所述的一种多头六分螺旋折流板换热器的折流板支撑结构，其特征在于，还包括螺母组(5)，其与所述拉杆(3)相对应，布置在最后一组螺旋折流板的右侧，固定在各拉杆(3)的右端。

4.根据权利要求1所述的一种多头六分螺旋折流板换热器的折流板支撑结构，其特征在于，所述多头六分螺旋折流板换热器采用正三角形方式布管，管程数为1或2。