CN106482540B - 径向列管式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了径向列管式换热器，包括筒体，所述筒体包括内管箱和外管箱，以及壳程筒体，所述壳程筒体在内管箱和外管箱之间，所述壳程筒体内设置有换热管，所述换热管围绕内管箱呈径向放射性排列，所述内管箱、外管箱、换热管三者之间相通，以便液体在三者之间流动，所述内管箱的一侧设置有管程进口，管程出口设置在外管箱上，与管程进口同侧的壳程筒体上设置有壳程进口，另一侧设置于壳程出口。能增大换热管的壁厚，减少了泄漏机率，减少换热器的金属用材，使得换热器重量减轻，降低了成本，除了换热管外壁，内外管箱筒体壁也参与了换热，能够使换热面积增加。结构简单，维修方便。

Description

径向列管式换热器

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，尤其涉及一种径向列管式换热器。

背景技术

列管式换热器是目前化工生产上应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。一般可采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢等制作。

列管式换热器在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管内流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另-种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程。管程与壳程之间通过换热管进行间壁式换热，所以换热管是列管式换热器中主要传热部件，置于筒体之内，用于两介质之间热量的交换。

由此可见传统列管式换热器都是基于换热管内外的热传导来对介质进行冷却或加热，换热管的总量成为满足换热要求的主导因素。而传统列管式换热器设备换热面积F(平方米)的计算，就是两管板内侧间距离内所有换热管的外表面积之和：F＝n*L*3.14*D，其中：n＝管子的数量(根)；L＝两管板内侧间距离(米)；D＝换热管外直径(米)。

在化工及炼油行业中，采用传统的列管式换热器在进行换热时，经常发生由于换热管腐蚀泄漏，造成管束更换很频繁使得经济成本上升。同时由于传统换热器有法兰、管板、折流板等零件使得换热器成本大大上升，不利于工业生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种改变传统列管式换热器内换热管的排列，使换热管的排列与筒体垂直，可以同时完成管程壳体与换热管的换热，增大换热面积，改变传统换热器内部换热管壁的厚度，增加使用寿命，节约成本。

本发明所采用的技术方案如下：

径向列管式换热器，包括筒体，其所述筒体包括内管箱和外管箱，以及壳程筒体，所述壳程筒体在内管箱和外管箱之间，所述壳程筒体内设置有换热管。

所述换热管围绕内管箱呈径向放射性排列，此种结构能减少管程介质的流通阻力，对于管程是粘稠介质时优点尤其突出。

所述内管箱、外管箱、换热管三者之间相通，以便液体在三者之间流动，

所述内管箱的一侧设置有管程进口，管程出口设置在外管箱上，与管程进口同侧的壳程筒体上设置有壳程进口，另一侧设置于壳程出口。

进一步的，所述管程进口与内管箱、管程出口与外管箱密封连接。

进一步的，所述壳程进口和壳程出口与换热管连接。

进一步的，所述换热管与内管箱、外管箱、壳程筒的管壁厚度可以相同或不同，避免了由于内部液体对不同厚度管壁的压强不同而造成的使用寿命不同，减少了泄漏机率。

进一步的，所述换热器的换热面积F/平方米如下式所示：

F＝n*L1*3.14*d+L2*3.14*D1+L3*3.14*D2；

其中：n＝同规格管子的数量/根；L1＝换热管长度/米；L2＝内筒体长度/米；L3＝外筒体长度/米；d＝换热管外直径/米；D1＝内筒体直径/米；D2＝外筒体直径/米。内外管箱筒体壁也参与了换热，换热面积明显增加。

有益效果

增大换热管的壁厚，减少了泄漏机率，同时减去了管板、折流板等零件，使换热器的金属用材大大减少，节省了经济成本，除了换热管外壁，内外管箱筒体壁也参与了换热，能够使换热面积增加；省去了传统换热管的管板、折流板等零部件，减少了螺栓垫片等密封结构，使得换热器重量减轻，降低了成本。结构简单，维修方便。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域的技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为本发明纵向剖面示意图。

图2为本发明换热管排列示意图。

图中：外管箱1；换热管2；内管箱3；壳程出口4；管程出口5；壳程筒体6；管程进口7；壳程进口8。

具体实施方式

如图1，径向列管式换热器，包括筒体，其所述筒体包括内管箱和外管箱，以及壳程筒体，所述壳程筒体在内管箱和外管箱之间，所述壳程筒体内设置有换热管。

图2所示，所述换热管围绕内管箱呈径向放射性排列，

换热管可以每层短管束层叠放射性的方式排列，每层换热管之间通过连接管相通；此种结构能减少管程介质的流通阻力，对于管程是粘稠介质时优点尤其突出。

换热管可以为U形管，首尾相接纵向呈蛇形，以放射性形式围绕在内管箱和外管箱之间；此种结构能够增加管程介质换热面积，提高换热效率。

所述内管箱、外管箱、换热管三者之间相通，以便液体在三者之间流动，

所述内管箱的一侧设置有管程进口，管程出口设置在外管箱上，与管程进口同侧的壳程筒体上设置有壳程进口，另一侧设置于壳程出口。

进一步的，所述管程进口与内管箱、管程出口与外管箱密封连接。

进一步的，所述壳程进口和壳程出口与换热管连接。

进一步的，所述换热管与内管箱、外管箱、壳程筒的管壁厚度可以相同或不同，避免了由于内部液体对不同厚度管壁的压强不同而造成的使用寿命不同，减少了泄漏机率。

进一步的，所述换热器的换热面积F/平方米如下式所示：

F＝n*L1*3.14*d+L2*3.14*D1+L3*3.14*D2；

其中：n＝同规格管子的数量/根；L1＝换热管长度/米；L2＝内筒体长度/米；L3＝外筒体长度/米；d＝换热管外直径/米；D1＝内筒体直径/米；D2＝外筒体直径/米。内外管箱筒体壁也参与了换热，换热面积明显增加。

图1和图2中箭头指向为管程内流体流动方向，管程流体先经由内部管箱进入后流经换热管，从外端管箱流出，壳程介质在壳程筒体内的换热管内流动，管程流体通过换热管及两侧箱箱壁进行换热，除了换热管外壁参与换热外，内外管箱筒体壁也参与了换热，省去了传统换热管的管板、折流板等零部件，使得换热器重量减轻，成本大大降低。并且降低了管程介质的流通阻力，结构简单，维修方便。

上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.径向列管式换热器，包括筒体，其特征在于：所述筒体包括内管箱和外管箱，以及壳程筒体，所述壳程筒体在内管箱和外管箱之间，所述壳程筒体内设置有换热管，所述换热管围绕内管箱呈径向放射性排列，所述内管箱、外管箱、换热管三者之间相通，以便液体在三者之间流动，所述内管箱的一侧设置有管程进口，管程出口设置在外管箱上，与管程进口同侧的壳程筒体上设置有壳程进口，另一侧设置于壳程出口；所述管程进口与内管箱、管程出口与外管箱密封连接；所述壳程进口和壳程出口与换热管连接。