CN109443073A - 一种管壳式换热器的管束支撑结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管壳式换热器的管束支撑结构，包括设在支撑结构外围的圆环和设在圆环内的旋流管，旋流管呈正方形排列，相邻的旋流管之间通过钢片焊接连接，靠近圆环的旋流管与圆环之间通过钢片焊接连接，相邻4个旋流管及连接的钢片共同围成可换热管穿过的通孔，且相邻4个旋流管的外壁与换热管的外壁相切，对穿过通孔的换热管进行夹持，形成对换热管的支撑。同时，旋流管还可供流体通过，流体流经旋流管后产生旋流，从而对壳体内的近壁和远壁流体产生置换作用，增大了壳程流体传热系数，提高总的换热效率。此外，壳程流体还能从旋流管与换热管之间的空隙中流过，壳程流体沿换热管轴向流动，避免了流体横向冲刷换热管束时产生诱导振动。

Description

一种管壳式换热器的管束支撑结构
技术领域
本发明属于传热设备领域，涉及一种管壳式换热器的管束支撑结构。
背景技术
现有技术中的管壳式换热器通常设置的弓形折流板，其作为对换热管起支撑作用的部件，通常由钢板加工而成，呈弓形，弓形是由圆形切掉1/4至1/3部分而成，流体从缺口部位通过，在弓形折流板上设管孔供换热管穿过，从而对换热管起支撑作用，若干折流板沿轴向等间距布置，相邻两块折流板的缺口方向相反，壳程流体从上下缺口或左右缺口交替流过，呈“S”形流动，但这样的流动方式容易产生流动死角，传热面积无法被充分利用，因而壳程传热系数低、易结垢、流体阻力大，而且当流体横向流过管束时，还可能使管子产生诱导振动，破坏管子与管板连接的可靠性。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种管壳式换热器的管束支撑结构，所述管束支撑结构的设计，不仅使换热器的换热管束得到支撑，而且使得换热器壳程流体沿换热管轴向流动，避免流体横向流动时对管束的冲击，减轻换热管束的振动，减小壳程流动阻力。所述管束支撑结构中旋流管的设计，除了对换热管起到支撑作用外，还可供流体通过，在流体流经旋流管后产生旋流，从而对壳体内的近壁和远壁流体产生置换作用，强化了壳程流体的传热，提高了换热器总的换热效率。
本发明解决其技术问题的解决方案是：一种管壳式换热器的管束支撑结构，包括设在支撑结构外围的圆环和设在圆环内的若干旋流管，所述旋流管呈正方形排列，所述旋流管的间距等于换热器中换热管的间距，相邻的所述旋流管之间通过钢片焊接连接，靠近圆环的旋流管与圆环之间通过钢片焊接连接，相邻的4个旋流管及其连接钢片共同围成可供换热器中的换热管穿过的通孔，且相邻的4个旋流管的外壁与所述换热管的外壁相切，对穿过通孔的换热管进行夹持，形成对换热管的支撑。
作为上述方案的进一步改进，所述旋流管包括圆管和设在圆管内部的旋流片，所述旋流片的高度与所述圆管的长度相等。
作为上述方案的进一步改进，所述圆管采用无缝钢管。
作为上述方案的进一步改进，所述旋流片由宽度为所述圆管内径、长度为所述圆管长度的矩形钢片扭曲而成。
作为上述方案的进一步改进，所述旋流片的中轴线与所述圆管的轴线相互重合。
作为上述方案的进一步改进，所述旋流片与所述圆管的连接方式为焊接。
作为上述方案的进一步改进，所述圆环的高度和旋流管的长度相等，可根据换热器的大小进行调整，范围值为10mm～100mm。
作为上述方案的进一步改进，所述旋流管的轴线与所述圆环轴线平行
作为上述方案的进一步改进，所述圆环采用钢材。
一种管束支撑结构的应用，将如上所述的管束支撑结构应用在管壳式换器中。
本发明的有益效果是：本发明提供一种管壳式换热器的管束支撑结构，包括设在支撑结构外围的圆环和设在圆环内的若干旋流管，所述旋流管呈正方形排列，所述旋流管的间距等于换热器中换热管的间距，相邻的所述旋流管之间通过钢片焊接连接，靠近圆环的旋流管与圆环之间通过钢片焊接连接，相邻的4个旋流管及其连接钢片共同围成可供换热器中的换热管穿过的通孔，且相邻的4个旋流管的外壁与所述换热管的外壁相切，对穿过通孔的换热管进行有效夹持，形成对换热管的支撑。同时，旋流管还可供流体通过，流体还可从旋流管与换热管之间的空隙中流过，使得换热器壳程流体沿换热管轴向流动，避免了流体横向冲刷换热管束时产生诱导振动。流体流经旋流管后产生旋流，从而对壳体内的近壁和远壁流体产生置换作用，增大了壳程流体传热系数，提高总的换热效率。同时，流体在壳体内呈轴向流动，换热管内外流体可以设计成“纯逆流”流动形式，增大传热温差，从而提高总的换热系数。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明的整体结构示意图；
附图标记：1、钢片；2、旋流管；3、旋流片；4、圆环；5、换热管；6、通孔。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
参照图1，一种管壳式换热器的管束支撑结构，包括设在支撑结构外围的圆环4和设在圆环4内的若干旋流管2，旋流管2呈正方形排列，旋流管2的间距等于换热器中换热管5的间距，相邻的所述旋流管2之间通过钢片1焊接连接，靠近圆环4的旋流管2与圆环4之间通过钢片1焊接连接，相邻的4个旋流管2及其连接钢片1共同围成可供换热器中的换热管5穿过的通孔6，且相邻的4个旋流管2的外壁与所述换热管5的外壁相切，使得4个旋流管2对穿过通孔6的换热管5进行有效夹持，形成对换热管5的支撑。。
旋流管2还可供流体通过，流体还可从旋流管2与换热管5之间的空隙中流过，使得换热器壳程流体沿换热管5轴向流动，避免了流体横向冲刷换热管5时产生诱导振动。流体流经旋流管2后产生旋流，从而对壳体内的近壁和远壁流体产生置换作用，增大了壳程流体传热系数，提高总的换热效率。同时，流体在壳体内呈轴向流动，换热管5内外流体可以设计成“纯逆流”流动形式，增大传热温差，从而提高总的换热系数。在换热器中，所述支撑结构沿轴线等间距设置若干个，使得换热器中的壳程流体轴向流动过程中，流经旋流管2时会不断产生旋流，从而有效增大传热系数。
作为进一步优选的实施方式，所述旋流管2包括圆管和设在圆管内部的旋流片3，所述旋流片3的长度与所述圆管的长度相等。
作为进一步优选的实施方式，所述圆管采用无缝钢管。
作为进一步优选的实施方式，所述旋流片3由宽度为所述圆管内径、长度为所述圆管长度的矩形钢片扭曲而成。
作为进一步优选的实施方式，所述旋流片3的中轴线与所述旋流管2的轴线重合。
作为上述方案的进一步改进，所述旋流片3与所述圆管的连接方式为焊接。
作为进一步优选的实施方式，所述旋流管2的长度为10mm～100mm，可根据换热器的大小而定，管壳式换热器越大，旋流管2的长度越长。
作为进一步优选的实施方式，所述旋流管2的轴线与所述圆环4的轴线平行。
作为进一步优选的实施方式，所述圆环4采用钢材。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种管壳式换热器的管束支撑结构，其特征在于，包括设在支撑结构外围的圆环和设在圆环内的若干旋流管，所述旋流管呈正方形排列，所述旋流管的间距等于换热器中换热管的间距，相邻的所述旋流管之间通过钢片焊接连接，靠近圆环的旋流管与圆环之间通过钢片焊接连接，相邻的4个旋流管及其连接钢片共同围成可供换热器中的换热管穿过的通孔，且相邻的4个旋流管的外壁与所述换热管的外壁相切，对穿过通孔的换热管进行夹持，形成对换热管的支撑。
2.根据权利要求1所述的管束支撑结构，其特征在于，所述旋流管包括圆管和设置在圆管内部的旋流片，所述旋流片的长度与圆管的长度相等。
3.根据权利要求2所述的管束支撑结构，其特征在于，所述圆管采用无缝钢管。
4.根据权利要求2所述的管束支撑结构，其特征在于，所述旋流片由宽度为所述圆管内径、长度为所述圆管长度的矩形钢片扭曲而成。
5.根据权利要求2所述的管束支撑结构，其特征在于，所述旋流片与所述圆管的连接方式为焊接。
6.根据权利要求2所述的管束支撑结构，其特征在于，所述旋流片的中轴线与所述圆管的轴线相互重合。
7.根据权利要求1所述的管束支撑结构，其特征在于，所述旋流管的长度与所述圆环的高度相等，取值范围为10mm～100mm。
8.根据权利要求1所述的管束支撑结构，其特征在于，所述旋流管的轴线与所述圆环轴线平行。
9.根据权利要求1所述的管束支撑结构，其特征在于，所述圆环采用钢材。
10.一种管束支撑结构的应用，其特征在于，将权利要求1-9任一项所述的管束支撑结构应用在管壳式换器中。
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