CN1299095C - 蛛网状折流栅换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明设计了一种蛛网状折流栅换热器。该换热器采用蛛网状折流栅作为支撑、折流结构。网状折流栅由若干同心的折流圈和数条径向的肋筋组成。换热管采用圆周式排列，使传热面积显著增大。各层同心圆排列的换热管内外都由两个同心不同径的折流圈辊绕支撑，致使蛛网状折流栅和换热管组成的管束浑然一体，刚性十足，便于大型化。流体流过折流圈和肋筋后所产生的“卡门涡街”和“文丘里”效应会促使传热过程强化，使壳程压降降到最低限度。

Description

蛛网状折流栅换热器
                       一、技术领域
本发明涉及一种蛛网状折流栅换热器，该换热器具有与常规折流杆换热器不同的蛛网状折流栅结构。
                       二、背景技术
折流杆换热器因其具有压降低、传热特性比高的特点，自美国菲利浦公司开发的第一台折流杆换热器问世以来，已在世界得到广泛的应用。这种换热器采用一系列细小的圆棒状折流杆作为折流元件，取代了常规的弓形折流板。折流杆与管束外环的折流圈组成折流栅。每根换热管在上、下、左、右四个方向通过“点”接触与周围的棒状折流杆焊接固定。此种支撑结构，在换热器的壳程形成了较大的、规则的流体通道，而且是平行的轴向流动。此外，流体流过折流杆时所产生的“卡门涡街”效应对传热还会起到强化作用。可以说，相对于传统的弓形折流板换热器，折流杆换热器的优势是显而易见的。
然而折流杆换热器亦存在一些不尽人意的地方：首先，圆棒状折流杆与换热管的“点”接触限制了前者对后者的抑制作用；其次，在同一截面上，每根换热管只受到上、下或左、右两点的支撑，力度有限；再者，每根换热管都须由相邻折流圈的四根折流杆固定，为数众多的折流杆的存在，制约了换热管束的紧凑性，使换热器的有效空间不能充分发挥。
                       三、发明内容
本发明提出了一种蛛网状折流栅换热器。该换热器采用蛛网状折流栅作为支撑、折流结构。蛛网状折流栅由若干同心的折流圈和数条径向的肋筋组成。每相邻两个折流栅的间距为0.1～0.5m，每个蛛网状折流栅的肋筋有3～8条。肋筋与折流圈焊接在一起，形成类似蜘蛛网状的折流栅，故称蛛网状折流栅。为了充分利用换热器的有效空间，换热管采用圆周式排列，使传热面积显著增大。各层同心圆排列的换热管内外都由两个同心不同径的的折流圈辊绕支撑，致使蛛网状折流栅和换热管组成的管束浑然一体，刚性十足，便于大型化。此外，蛛网状折流栅还兼有折流功能。根据流体力学原理，流体流过折流圈和肋筋后所产生的“卡门涡街”和“文丘里”效应会促使传热过程强化。为了使壳程压降降到最低限度，折流栅可根据需要选用船形或梭形截面扁钢制造，以减小形体曳力。
                       四、附图说明
图1为蛛网状折流栅示意图。
                     五、具体实施方式
本发明的核心在于蛛网状折流栅(1)以及由其和换热管所组成的特殊管束。由图1可以看出，本发明所涉及的蛛网状折流栅(1)由若干个同心圆的折流圈(2)以及将其焊接在一起的数条肋筋(3)组成。折流圈(2)的个数与换热管的圈数相同，肋筋(3)的条数应视壳体的直径和换热管的长度而定，一般至少不能少于3条，最多不能大于8条。为了减小形体曳力，最大限度地降低流动阻力，折流栅(1)(包括折流圈(2)和肋筋(3))的截面可选用船形或梭形。为了使换热器的有效空间得以换充分利用，本发明换热管采用圆周式排列方式。此种排列可使相同壳径下的传热面积较常规排列增大10％以上。排管密布的结果，使壳程流速与管程流速趋于匹配和合理化。从另一角度看，又可弥补折流杆换热器小流量时效果热不佳的缺陷。圆周式排列辅以蛛网状折流栅(1)，二者相得益彰。既满足了支撑和折流的需要，又突出了紧凑性的效果，加之蛛网状折流栅(1)对换热管的内外嵌式定位，极大地增强了换热器的刚度和抗震性能，较好地满足了现代化生产对设备大型化的要求。在蛛网状折流栅(1)换热器的设计过程中，为了充分利用换热器的有效空间，布管时应采用先外后内的顺序，必要时在轴心处可设一假管。此外，应保证折流栅外圈与壳体内径相接近，以限制该区潜在的旁路流。再有，内、外相邻两折流圈与从其环隙穿过的传热管应紧密接触，以便起到更好的支撑作用。

Claims (3)

1、一种蛛网状折流栅换热器，其特征是：蛛网状折流栅(1)由若干同心的折流圈(2)和径向的肋筋(3)组成，折流圈(2)和肋筋(3)采用船形或梭形截面扁钢结构；换热管采用圆周式排列。
2、如权利要求1所述的蛛网状折流栅换热器，其特征是：每相邻两个折流栅(1)的间距为0.1～0.5m。
3、如权利要求1所述的蛛网状折流栅换热器，其特征是：每个蛛网状折流栅(1)的肋筋(3)有3～8条。
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