CN117570749A - 一种奇数多管程固定管板换热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及固定管板换热器技术领域，尤其是指一种奇数多管程固定管板换热器，包括：换热筒体、分别安装在换热筒体两端的左管箱、右管箱，所述换热筒体的两端封闭，且内部设置有若干个连通换热筒体两端的换热管，所述左管箱的内部设置有沿着左管箱轴向的至少两个左侧隔板，至少两个所述左侧隔板将左管箱的内部分隔成第一扇形区域、第二扇形区域，第二扇形区域的截面积为第一扇形区域截面积的两倍。本发明，采用扇形分程，各程换热管数量一致，密封长度短，管板易加工。

Description

一种奇数多管程固定管板换热器

技术领域

本发明涉及固定管板换热器技术领域，尤其涉及一种奇数多管程固定管板换热器。

背景技术

固定管板换热器是常用的管壳式换热器，具有结构简单，节约材料等优点。由于换热器大型化发展，设备直径越来越大，为了提高流体在管内的流速，通常在管箱内设置分程隔板，换热器管程分程也越来越多，常规固定管板换热器除了单管程外，都是偶数管程结构，通常是2程、4程、6程、8程、10程、12程，甚至更多程。

常规的换热器分程按GB/T151的规定，按水平和垂直方向分程，有可能每程换热管根数不一致，密封长度加长。为了克服现有技术的弱点，有必要开发奇数多管程固定管板换热器。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种奇数多管程固定管板换热器。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种奇数多管程固定管板换热器，包括：

换热筒体，所述换热筒体的两端封闭，且内部设置有若干个连通换热筒体两端的换热管；

分别安装在换热筒体两端的左管箱、右管箱；

所述左管箱的内部设置有沿着左管箱轴向的至少两个左侧隔板，至少两个所述左侧隔板将左管箱的内部分隔成第一扇形区域、第二扇形区域，第二扇形区域的截面积为第一扇形区域截面积的两倍，第二扇形区域为一个或者多个，左管箱上安装有与第一扇形区域连通的第一介质流体进入口；

所述右管箱的内部设置有沿着右管箱轴向的至少两个右侧隔板，至少两个所述右侧隔板将右管箱的内部分隔成第三扇形区域、第四扇形区域，第四扇形区域的截面积为第三扇形区域截面积的两倍，第四扇形区域为一个或者多个，右管箱上安装有与第三扇形区域连通的第一介质流体流出口；

第一介质流体从第一扇形区域经过第一组换热管进入到第四扇形区域，然后经过第二组换热管进入到第二扇形区域，然后经过N次折流后或直接进入到第三扇形区域；

所述折流包括：第一介质流体从第二扇形区域经过第三组换热管流入到下一个第四扇形区域，并从下一个第四扇形区域流入到下一个第二扇形区域；

其中，第一组换热管、第二组换热管、第三组换热管均为若干个换热管中选取的一个或多个换热管。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述换热筒体包括：中部筒体，所述中部筒体的两端分别固定连接有左管板、右管板；

所述换热管位于中部筒体的内部，且两端分别与左管板、右管板固定连接，左管板朝向中部筒体外侧的一端开设有与左侧隔板对应的第二隔板槽，右管板朝向中部筒体外侧的一端开设有与右侧隔板对应的第一隔板槽；

所述中部筒体的侧面且靠近中部筒体的两端位置分别安装有第二介质进入结构、第二介质流体流出口。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述第二介质进入结构包括：半圆筒、第二介质流体进入口，所述半圆筒固定连接在换热筒体的外侧面，所述换热筒体的外侧面被半圆筒罩住的位置开设有若干个流入孔，所述第二介质流体进入口与半圆筒固定连接，且第二介质流体进入口与所有的流入孔都错开位置。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述换热筒体的内侧等距固定连接有若干个折流板，若干个所述折流板上共同固定连接有拉杆，所述拉杆的一端与左管板螺纹连接，拉杆的另一端螺纹连接有螺母。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述换热筒体的外侧面固定连接有支座。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述左管箱包括：左侧管体，所述左侧管体朝向换热筒体的一端固定连接有左侧管箱法兰，所述左侧管体远离换热筒体的一端固定连接有左侧封头，所述左侧管体的内侧壁固定连接有左侧第一隔板、左侧第二隔板、左侧第三隔板，所述左侧第一隔板、左侧第二隔板、左侧第三隔板呈星形分布，所述左侧第一隔板、左侧第二隔板、左侧第三隔板朝向左侧封头的一端与左侧封头的内侧壁固定连接，所述左侧第一隔板、左侧第二隔板、左侧第三隔板朝向换热筒体的一端平齐，所述左侧管体的侧面安装有第一放空口，所述左侧管体的侧面固定连接第一介质流体进入口。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述右管箱包括右侧管体，所述右侧管体朝向换热筒体的一端固定连接有右侧管箱法兰，所述右侧管体远离换热筒体的一端固定连接有右侧封头，所述右侧管体的内侧壁固定连接有右侧第一隔板、右侧第二隔板、右侧第三隔板，所述右侧第一隔板、右侧第二隔板、右侧第三隔板呈星形分布，所述右侧第一隔板、右侧第二隔板、右侧第三隔板朝向右侧封头的一端与右侧封头的内侧壁固定连接，所述右侧第一隔板、右侧第二隔板、右侧第三隔板朝向换热筒体的一端平齐，右侧管体的侧面安装有放散口、第二放空口，所述右侧管体的侧面固定连接第一介质流体流出口。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述第二放空口靠近右侧管体的下方，放散口靠近右侧管体的上方。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述左侧管箱法兰与左管板之间通过螺栓组固定连接，右侧管箱法兰与右管板通过螺栓组固定连接，且左侧管箱法兰与左管板、右侧管箱法兰与右管板均形成法兰密封面。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述左侧管箱法兰与左管板之间、右侧管箱法兰与右管板之间均设置有管箱垫片。

本发明具有如下有益效果：

1、与现有技术相比，该一种奇数多管程固定管板换热器，通过设置沿着左管箱轴向的至少两个左侧隔板，至少两个所述左侧隔板将左管箱的内部分隔成第一扇形区域、第二扇形区域，沿着右管箱轴向的至少两个右侧隔板，至少两个所述右侧隔板将右管箱的内部分隔成第三扇形区域、第四扇形区域，并使各区域之间相互错开位置，使得第一介质流体从第一扇形区域经过第一组换热管进入到第四扇形区域，然后经过第二组换热管进入到第二扇形区域，然后经过N次折流后或直接进入到第三扇形区域，如果是直接进入到第三扇形区域，则经过3个管程，通过控制隔板的数量，使其组成第二扇形区域、第四扇形区域的数量不止一个，则会进行折流，如果折流1次，经过的管程数量为3+2＝5，折流2次，经过的管程数量为3+2*2＝7次，折流N次，经过的管程数量为3+2*N次；采用扇形分程的方式，能够使各程换热管数量保持一致、不会增加密封长度；而且采用扇形分程，管板易加工。

与现有技术相比，该一种奇数多管程固定管板换热器，通过改进第二介质进入结构，形成外导流结构，第二介质通过第二介质流体进入口进入到半圆筒，第二介质流体进入口与所有的流入孔都错开位置，第二介质流体流动过程中能够改变流体方向，对流体进行缓速后通过流入孔进入换热筒体内部，外导流结构，制作简单，受力好。

附图说明

图1为本发明提出的一种奇数多管程固定管板换热器的整体示意图；

图2为图1中A-A处剖视图；

图3为本发明提出的一种奇数多管程固定管板换热器的左侧管板的隔板槽示意图；

图4为本发明提出的一种奇数多管程固定管板换热器的右侧管板的隔板槽示意图；

图5为图1中D-D处剖视图；

图6为图1中B-B处剖视图；

图7为图6中C-C方向的示意图。

图例说明：

1、左管箱；11、左侧封头；12、左侧管体；13、第一放空口；14、第一介质流体进入口；15、左侧管箱法兰；16、左侧第一隔板；17、左侧第二隔板；18、左侧第三隔板；2、右管箱；21、右侧封头；22、右侧管体；23、放散口；24、第二放空口；25、右侧管箱法兰；26、第一介质流体流出口；27、右侧第一隔板；28、右侧第二隔板；29、右侧第三隔板；3、换热筒体；31、折流板；32、第二介质流体进入口；33、半圆筒；34、换热管；35、中部筒体；36、拉杆；37、螺母；38、左管板；39、右管板；310、第一隔板槽；311、第二隔板槽；312、支座；313、第二介质流体流出口。

具体实施方式

参照图1-图7，本发明提供的一种奇数多管程固定管板换热器，包括：换热筒体3、分别安装在换热筒体3两端的左管箱1、右管箱2。

换热筒体3的两端封闭，且内部设置有若干个连通换热筒体3两端的换热管34，换热筒体3内侧用于供第二介质流体流动，第二介质流体接触若干个连通换热管34的外侧；换热管34供第一介质流体流动，第一介质流体接触换热管34的内侧，通过换热管34实现第一介质流体与第二介质流体的热交换。

左管箱1的内部设置有沿着左管箱1轴向的至少两个左侧隔板，至少两个左侧隔板将左管箱1的内部分隔成第一扇形区域、第二扇形区域，第二扇形区域的截面积为第一扇形区域截面积的两倍，第二扇形区域为一个或者多个，左管箱1上安装有与第一扇形区域连通的第一介质流体进入口14，第一介质流体从第一介质流体进入口14进入第一扇形区域，然后流向侧面的换热筒体3。

右管箱2的内部设置有沿着右管箱2轴向的至少两个右侧隔板，至少两个右侧隔板将右管箱2的内部分隔成第三扇形区域、第四扇形区域，第四扇形区域的截面积为第三扇形区域截面积的两倍，第四扇形区域为一个或者多个，右管箱2上安装有与第三扇形区域连通的第一介质流体流出口26，汇集到第三扇形区域中的第一介质流体，经过第一介质流体流出口26向外界排出。

在本结构中，第一扇形区域与其侧面相邻的第二扇形区域通过换热管34与第四扇形区域连通，即第一扇形区域的全部截面与第二扇形区域的一半截面能够正对第四扇形区域的截面；第三扇形区域与其侧面相邻的第四扇形区域通过换热管34与第二扇形区域连通；独立的一个第二扇形区域可以通过换热管34与两个相邻的第四扇形区域均连通，即第二扇形区域分为等大的两个截面区域，分别对应两个相邻的第四扇形区域各一半的截面；独立的一个第四扇形区域可以通过换热管34与两个相邻的两个第二扇形区域均连通。

第一介质流体从第一扇形区域经过第一组换热管进入到第四扇形区域，然后经过第二组换热管进入到第二扇形区域，然后经过N次折流后或直接进入到第三扇形区域。

其中，第一组换热管、第二组换热管、第三组换热管均为若干个换热管34中选取的一个或多个换热管。第一组换热管、第二组换热管、第三组换热、、、第N组换热管组成的均是扇形形状。

如果第二扇形区域内的第一介质流体是直接进入到第三扇形区域，则经过3个管程(第一扇形区域到第四扇形区域、第四扇形区域到第二扇形区域、第二扇形区域到第三扇形区域，最后流出)；通过控制隔板的数量，使其组成第二扇形区域、第四扇形区域的数量不止一个，则会进行折流。例如，左侧隔板、右侧隔板均为三个的时候，第二扇形区域、第四扇形区域均具有两个；左侧隔板、右侧隔板均为四个的时候，第二扇形区域、第四扇形区域均具有三个，依次类推，可以根据实际需求设置合适数量的左侧隔板、右侧隔板。

折流1次额外经过2个管程，即从第二扇形区域经过第三组换热管流入到下一个第四扇形区域，并从下一个第四扇形区域流入到下一个第二扇形区域。如果折流1次，经过的管程数量为3+2＝5，折流2次，经过的管程数量为3+2*2＝7次，折流N次，经过的管程数量为3+2*N次。

扇形分程的方式，能够使各程换热管数量保持一致、不会增加密封长度；而且采用扇形分程，管板易加工。

参照图1-图7，下面详细介绍左侧隔板、右侧隔板均为三个，第二扇形区域、第四扇形区域均具有两个，管程为5。

在一实施例中，换热筒体3包括：中部筒体35，中部筒体35的两端分别固定连接有左管板38、右管板39；左管板38、右管板39将中部筒体35的两端封闭住，中部筒体35的侧面且靠近中部筒体35的两端位置分别安装有第二介质进入结构、第二介质流体流出口313，第二介质流体从第二介质进入结构进入中部筒体35，横穿中部筒体35内部之后，从第二介质流体流出口313流出。

换热管34位于中部筒体35的内部，且两端分别与左管板38、右管板39固定连接，第二介质流体在中部筒体35内部流动的时候，能够与换热管34的外侧壁接触，换热管34用于供第一介质流体流动，从而实现换热。

左管板38朝向中部筒体35外侧的一端开设有与左侧隔板对应的第二隔板槽311，左侧隔板插入到第二隔板槽311的内侧，左管板38的端部与左侧隔板之间形成密封结构；右管板39朝向中部筒体35外侧的一端开设有与右侧隔板对应的第一隔板槽310，右侧隔板插入到右管板39的内侧，右管板39的端部与右侧隔板之间形成密封结构。

第二介质进入结构包括：半圆筒33、第二介质流体进入口32，半圆筒33固定连接在换热筒体3的外侧面，换热筒体3的外侧面被半圆筒33罩住的位置开设有若干个流入孔，第二介质流体进入口32与半圆筒33固定连接，且第二介质流体进入口32与所有的流入孔都错开位置。

第二介质流体从第二介质流体进入口32进入到半圆筒33与换热筒体3外侧面形成的腔室内，然后经过流入孔分散进入到换热筒体3的内侧，此过程中，由于第二介质流体进入口32与所有的流入孔都错开位置，第二介质流体会发生流动方向的改变，从而能够起到减缓流体流速、分散流体流向的作用。其中，所有流入孔截面积的总和应当大于第二介质流体进入口32的截面积，以保证流体能够很好的流动。

换热筒体3的内侧等距固定连接有若干个折流板31，用于对换热筒体3的内侧的第二介质流体进行扰流，提高换热效率，若干个折流板31上共同固定连接有拉杆36，拉杆36的一端与左管板38螺纹连接，拉杆36的另一端螺纹连接有螺母37。

拉杆36用于固定若干个折流板31，使其能够稳定的等距分布，拉杆36的一端与左管板38螺纹连接，保证若干个折流板31连接的结构稳定性。

换热筒体3的外侧面固定连接有支座312，用于进行安装换热筒体3。

在一实施例中，左管箱1包括：左侧管体12，左侧管体12朝向换热筒体3的一端固定连接有左侧管箱法兰15，左侧管箱法兰15与左管板38之间通过螺栓组固定连接，左侧管箱法兰15与左管板38之间设置有管箱垫片，用于保证连接的密封性，左侧管体12远离换热筒体3的一端固定连接有左侧封头11，左侧管体12的内侧壁固定连接有左侧第一隔板16、左侧第二隔板17、左侧第三隔板18，如图2中所示，左侧第一隔板16、左侧第二隔板17、左侧第三隔板18呈星形分布；左侧第一隔板16与左侧第二隔板17之间的夹角为72°、左侧第一隔板16与左侧第三隔板18之间的夹角为144°、左侧第二隔板17与左侧第三隔板18之间的夹角为144°。

左侧第一隔板16、左侧第二隔板17、左侧第三隔板18朝向左侧封头11的一端与左侧封头11的内侧壁固定连接，左侧第一隔板16、左侧第二隔板17、左侧第三隔板18朝向换热筒体3的一端平齐，左侧管体12的侧面安装有第一放空口13，第一放空口13用于排出空气，左侧管体12的侧面固定连接第一介质流体进入口14。

使用过程中可以根据需要转动左侧管体12的位置，但是第一放空口13应设置在靠近顶部的位置，用于排出空气。

右管箱2包括右侧管体22，右侧管体22朝向换热筒体3的一端固定连接有右侧管箱法兰25，侧管箱法兰25与右管板39通过螺栓组固定连接，右侧管箱法兰25与右管板39之间设置有管箱垫片，用于保证连接的密封性，右侧管体22远离换热筒体3的一端固定连接有右侧封头21，右侧管体22的内侧壁固定连接有右侧第一隔板27、右侧第二隔板28、右侧第三隔板29，右侧第一隔板27、右侧第二隔板28、右侧第三隔板29呈星形分布，第一隔板27与右侧第二隔板28之间的夹角为72°、第一隔板27与右侧第三隔板29之间的夹角为144°、右侧第三隔板29与右侧第二隔板28之间的夹角为144°。

右侧第一隔板27、右侧第二隔板28、右侧第三隔板29朝向右侧封头21的一端与右侧封头21的内侧壁固定连接，右侧第一隔板27、右侧第二隔板28、右侧第三隔板29朝向换热筒体3的一端平齐，右侧管体22的侧面安装有放散口23、第二放空口24，右侧管体22的侧面固定连接第一介质流体流出口26。

第二放空口24靠近右侧管体22的下方，放散口23靠近右侧管体22的上方，放散口23用于在液体压力比较大的时候，排出部分液体。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种奇数多管程固定管板换热器，其特征在于，包括：

换热筒体，所述换热筒体的两端封闭，且内部设置有若干个连通换热筒体两端的换热管；

分别安装在换热筒体两端的左管箱、右管箱；

所述左管箱的内部设置有沿着左管箱轴向的至少两个左侧隔板，至少两个所述左侧隔板将左管箱的内部分隔成第一扇形区域、第二扇形区域，第二扇形区域的截面积为第一扇形区域截面积的两倍，第二扇形区域为一个或者多个，左管箱上安装有与第一扇形区域连通的第一介质流体进入口；

所述右管箱的内部设置有沿着右管箱轴向的至少两个右侧隔板，至少两个所述右侧隔板将右管箱的内部分隔成第三扇形区域、第四扇形区域，第四扇形区域的截面积为第三扇形区域截面积的两倍，第四扇形区域为一个或者多个，右管箱上安装有与第三扇形区域连通的第一介质流体流出口；

第一介质流体从第一扇形区域经过第一组换热管进入到第四扇形区域，然后经过第二组换热管进入到第二扇形区域，然后经过N次折流后或直接进入到第三扇形区域；

所述折流包括：第一介质流体从第二扇形区域经过第三组换热管流入到下一个第四扇形区域，并从下一个第四扇形区域流入到下一个第二扇形区域；

其中，第一组换热管、第二组换热管、第三组换热管均为若干个换热管中选取的一个或多个换热管。

2.根据权利要求1所述的一种奇数多管程固定管板换热器，其特征在于，所述换热筒体包括：中部筒体，所述中部筒体的两端分别固定连接有左管板、右管板；

所述换热管位于中部筒体的内部，且两端分别与左管板、右管板固定连接，左管板朝向中部筒体外侧的一端开设有与左侧隔板对应的第二隔板槽，右管板朝向中部筒体外侧的一端开设有与右侧隔板对应的第一隔板槽；

所述中部筒体的侧面且靠近中部筒体的两端位置分别安装有第二介质进入结构、第二介质流体流出口。

3.根据权利要求2所述的一种奇数多管程固定管板换热器，其特征在于，所述第二介质进入结构包括：半圆筒、第二介质流体进入口，所述半圆筒固定连接在换热筒体的外侧面，所述换热筒体的外侧面被半圆筒罩住的位置开设有若干个流入孔，所述第二介质流体进入口与半圆筒固定连接，且第二介质流体进入口与所有的流入孔都错开位置。

4.根据权利要求2所述的一种奇数多管程固定管板换热器，其特征在于：所述换热筒体的内侧等距固定连接有若干个折流板，若干个所述折流板上共同固定连接有拉杆，所述拉杆的一端与左管板螺纹连接，拉杆的另一端螺纹连接有螺母。

5.根据权利要求2所述的一种奇数多管程固定管板换热器，其特征在于：所述换热筒体的外侧面固定连接有支座。

6.根据权利要求2所述的一种奇数多管程固定管板换热器，其特征在于，所述左管箱包括：左侧管体，所述左侧管体朝向换热筒体的一端固定连接有左侧管箱法兰，所述左侧管体远离换热筒体的一端固定连接有左侧封头，所述左侧管体的内侧壁固定连接有左侧第一隔板、左侧第二隔板、左侧第三隔板，所述左侧第一隔板、左侧第二隔板、左侧第三隔板呈星形分布，所述左侧第一隔板、左侧第二隔板、左侧第三隔板朝向左侧封头的一端与左侧封头的内侧壁固定连接，所述左侧第一隔板、左侧第二隔板、左侧第三隔板朝向换热筒体的一端平齐，所述左侧管体的侧面安装有第一放空口，所述左侧管体的侧面固定连接第一介质流体进入口。

7.根据权利要求6所述的一种奇数多管程固定管板换热器，其特征在于：所述右管箱包括右侧管体，所述右侧管体朝向换热筒体的一端固定连接有右侧管箱法兰，所述右侧管体远离换热筒体的一端固定连接有右侧封头，所述右侧管体的内侧壁固定连接有右侧第一隔板、右侧第二隔板、右侧第三隔板，所述右侧第一隔板、右侧第二隔板、右侧第三隔板呈星形分布，所述右侧第一隔板、右侧第二隔板、右侧第三隔板朝向右侧封头的一端与右侧封头的内侧壁固定连接，所述右侧第一隔板、右侧第二隔板、右侧第三隔板朝向换热筒体的一端平齐，右侧管体的侧面安装有放散口、第二放空口，所述右侧管体的侧面固定连接第一介质流体流出口。

8.根据权利要求7所述的一种奇数多管程固定管板换热器，其特征在于：所述第二放空口靠近右侧管体的下方，放散口靠近右侧管体的上方。

9.根据权利要求7所述的一种奇数多管程固定管板换热器，其特征在于：所述左侧管箱法兰与左管板之间通过螺栓组固定连接，右侧管箱法兰与右管板通过螺栓组固定连接，且左侧管箱法兰与左管板、右侧管箱法兰与右管板均形成法兰密封面。

10.根据权利要求9所述的一种奇数多管程固定管板换热器，其特征在于：所述左侧管箱法兰与左管板之间、右侧管箱法兰与右管板之间均设置有管箱垫片。