CN201237459Y - 拼装式连续型螺旋折流板换热器 - Google Patents

Abstract

一种拼装式连续型螺旋折流板换热器，它由主体结构1、折流板2、联结板3、传热管5组成。折流板呈瓜瓣形，其一侧直边与联结板成90°角连接，将同一圆横截面上形状为瓜瓣形折流板的另一直边与相邻的折流板的联结板连接，所述的联结板的尺寸及夹角是以每块折流板按螺旋绞龙的旋切角度，即圆心被拉伸的长度与螺旋半径构成了一个三角区来确定的。每块折流板与壳体的轴线呈一定角度，形成自壳程进口处向出口处推进的N壳程螺旋通道。在螺旋折流板上设有贯穿传热管的孔，所述的传热管穿过螺旋折流板上的孔与两个管板垂直固定，在管板或其它工艺装备的引导下拼装成一个具有全封闭式螺旋流道的螺旋折流板换热器。

Description

拼装式连续型螺旋折流板换热器

所属技术领域

本实用新型涉及石油、化工、发电、冶金、食品、制药等行业使用的管壳式换热器，尤其涉及一种拼装式连续型螺旋折流板换热器。

背景技术

螺旋折流板换热器是将折流板布置成螺旋面，使换热器中的壳侧流体呈螺旋状流动，以实现降低壳侧的流动阻力及强化传热目的。目前国内已经报过专利的螺旋折流板列管式换热器产品有很多种，它们共同点是用螺旋折流板替代传统垂直弓型折流板，它们的不同点在于螺旋折流板的形式和排列方式差别很大，目前已经投放市场和准备投放市场的大约有非连续型螺旋折流板和连续型螺旋折流板两大类，并以此为基本形式派生出多种不同的应用结构，其特点如下：一是非连续型螺旋折流板换热器，其折流板形状是四分之一壳横截面的扇形，由2—4块扇形截面折流板搭建成一个近似螺旋面，间断状地自壳程进口处向出口处推进，这种形式的换热器螺旋折流板可以使壳侧流体呈近似螺旋流动，单位压降换热能力相对弓型折流板有很大提高，但由于非连续型螺旋折流板的布置不可避免地存在较大漏流现象，因此其综合性能(即相同流量下的换热能力)在某些场合和某些工况下可能还不及弓型折流板换热器。二是连续型螺旋折流板换热器，其折流板形状呈完全螺旋面，整个壳程的折流板被加工成为一个自壳体进口向出口推进的不间断整体，这样介质在壳体内可以做到相对连续平稳旋转流动，避免了大斜度折返或较大面积的漏流带来的严重压力损失，由于折流板是螺旋分布使得壳程介质流形成一个旋涡，从圆心到半径方向存在较大的速度梯度，这个速度梯度场能在管子表面产生湍流，使边界层减薄并有效地提高膜传热系数。但这类螺旋折流板换热器加工十分复杂，不仅因为较传统垂直弓形折流板换热器加工制造成本高限制了推广应用，也给产品的进一步大型化带来困难。此外因为结构的原因，这类螺旋折流板总存在一个不能覆盖壳程的壳体中心区域，需要采取其它辅助结构来弥补。

发明内容

为了克服上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种拼装式连续型螺旋折流板换热器，它由主体结构1、折流板2、联结板3、传热管5组成。主体结构包括换热器壳体、壳体两端的两个管板以及壳侧进、出口管；折流板呈扇形，其一侧直边与联结板成90°角连接，将同一圆横截面上形状为N*2分之一圆横截面的扇形折流板的另一直边与相邻的折流板的联结板连接，每块折流板与壳体的轴线呈一定角度，形成自壳程进口处向出口处推进的N壳程螺旋通道。折流板的个数与换热器壳程通道数N的关系为N*2。在螺旋折流板上设有贯穿传热管的孔，所述的传热管穿过螺旋折流板上的孔与两个管板垂直固定，在管板或其它工艺装备的引导下拼装成一个具有全封闭式螺旋流道的螺旋折流板换热器。

本实用新型的拼装形式还可以表现为：换热器由主体结构、折流板、联结板、传热管组成。主体结构包括换热器壳体、壳体两端的两个管板以及壳侧进、出口管；折流板呈扇形，其一侧直边与联结板成90°角连接，折流板由金属材料制成，形状呈扇形，将同一圆横截面上形状为N*2分之一圆横截面的扇形折流板一侧直边与联结板成90°角连接，若干个同一象限的下一层折流板和联结板上下依次组装构成折流板连接组板，每块折流板与壳体的轴线呈一定角度，在折流板连接组板上设有贯穿传热管的孔，所述的传热管包括传热器中N*2分之一的传热管，折流板连接组板与传热器中N*2分之一的传热管共同构成一个管束组，管束组的个数与换热器壳程螺旋通道数N的关系为N*2。将N*2个管束中的各联结板与相邻折流板依次连接，即可形成一个由若干折流板自壳程进口处向出口处推进的N*2程螺旋通道，再在管板或其它工艺装备的引导下拼装成一个具有全封闭式螺旋流道的螺旋折流板换热器。拼装式连续型螺旋折流板换热器可以使壳程流体呈完全螺旋状流动，没有任何短路分流或湍流。

所述螺旋折流板的连接方向可以是顺时针也可以是逆时针。

由于拼装式结构解决了换热器大型化的困难，可以在一个主体结构中设置多程螺旋通道，除单壳程由四个管束组件拼装而成外，双壳程由四个管束组件拼装而成，三壳程由六个管束组件拼装而成，依此类推。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的拼装式连续型螺旋折流板换热器可以使壳程流体呈完全螺旋状流动，无短路分流，折流板固定稳定，由于管束间的连接均为三角形连接，因此结构非常稳定，折流板不会因为流体的流动和压力产生变形和抖动。加工工艺简单，由于折流板的角度被隔板固定，同时管束间又可以分别加工，因此，提高了加工的精确度，放弃了穿管时必须先安装定尺器的操作部分，简化了工艺。比起目前国内市场上已经有的非连续型或连续型螺旋折流板换热器，拼装式连续型螺旋折流板换热器的加工制造要简单的多，不仅能够大大降低加工制造成本，还可以根据产品的形状、体积和结构特点，分别采取整体加工组装和分成N*2组管束加工组装的不同加工形式。

图面说明

附图1为本实用新型单程螺旋结构示意图

附图2为本实用新型折流板单板示意图

附图3为本实用新型联结板示意图

附图4为本实用新型折流板连接组板结构示意图

附图5为本实用新型单程螺旋剖视图

附图6为本实用新型单程螺旋投影图

附图7为本实用新型双程螺旋流向分配示意图

附图8为本实用新型三程螺旋流向分配示意图

其中：

1.主体结构     2.折流板    3联结板    4.管束组5.传热管

具体实施方式

实施例1

如附图1-6所示：本实施例是一个单程螺旋通道的拼装式连续型螺旋折流板换热器，它由主体结构1、折流板2、联结板3、传热管5组成。主体结构包括换热器壳体、壳体两端的两个管板以及壳侧进、出口管；折流板由金属材料制成，形状呈扇形，其一侧直边与联结板成90°角连接，将同一圆横截面上形状为四分之一圆横截面的扇形折流板的另一直边与相邻的折流板的联结板连接，三角形联结板的尺寸及夹角是以每块折流板按螺旋蛟龙的旋切角度，即圆心被拉伸的长度与螺旋半径构成了一个三角区来确定的，利用这些三角区，用隔板进行折流板与折流板之间的连接。以固定折流板之间、上下折流板之间的距离与夹角。由此，将分体的折流板拼装成一个完整的螺旋体，同时，隔板也起到了阻止三角板缝泄流的作用，使整个流道密封。

每块折流板与壳体的轴线呈一定角度，折流板自壳程进口处向出口处推进，即形成近似螺旋面的拼接，同一圆横截面上折流板的个数与换热器壳程通道数N的关系为N*2，单程换热器的折流板数通常为4个。在螺旋折流板上设有贯穿传热管的孔，所述的传热管穿过螺旋折流板上的孔与两个管板垂直固定，在管板或其它工艺装备的引导下拼装成一个具有全封闭式螺旋流道的螺旋折流板换热器。

实施例2

如附图1-4，6-8所示，本实施例是一个三程螺旋通道的拼装式连续型螺旋折流板换热器，由6个管束组拼装而成。它包括主体结构1、折流板2、联结板3、传热管5。主体结构包括换热器壳体，壳体两端的两个管板以及壳侧进、出口管；折流板由金属材料制成，形状呈扇形，将同一圆横截面上形状为六分之一圆横截面的扇形折流板一侧直边与联结板成90°角连接，若干个同一象限的下一层折流板和联结板上下依次组装构成折流板连接组板，三角形联结板的尺寸及夹角是以每块折流板按螺旋蛟龙的旋切角度，即圆心被拉伸的长度与螺旋半径构成了一个三角区来确定的，利用这些三角区，用隔板进行折流板连接组板间的连接。以固定折流板连接组板间的的距离与夹角。由此，将分体的折流板连接组板拼装成一个完整的螺旋体。同时，隔板也起到了阻止三角板缝泄流的作用，使整个流道密封。

由于每块折流板与壳体的轴线呈一个固定的角度，在折流板连接组板上设有贯穿传热管的孔，所述的传热管包括传热器中六分之一的传热管，折流板连接组板与传热器中六分之一的传热管共同构成一个管束组4，管束组的个数与换热器壳程通道数N的关系为N*2。将六个管束中的各联结板与相邻折流板依次连接，即可形成一个由若干折流板自壳程进口处向出口处推进的双程螺旋通道，再在管板或其它工艺装备的引导下拼装成一个具有全封闭式螺旋流道的螺旋折流板换热器。拼装式连续型螺旋折流板换热器可以使壳程流体呈完全螺旋状流动，没有任何短路分流或湍流。

实施例3

如附图1-3、图7所示：本实施例是一个双程螺旋通道的拼装式连续型螺旋折流板换热器，它由主体结构1、折流板2、联结板3、传热管5组成。主体结构包括换热器壳体、壳体两端的两个管板以及壳侧进、出口管；折流板由金属材料制成，形状呈扇形，其一侧直边与联结板成90°角连接，将同一圆横截面上形状为四分之一圆横截面的扇形折流板的另一直边与相邻的折流板的联结板连接，三角形联结板的尺寸及夹角是以每块折流板按螺旋蛟龙的旋切角度，即圆心被拉伸的长度与螺旋半径构成了一个三角区来确定的，利用这些三角区，用隔板进行折流板与折流板之间的连接。以固定折流板之间、上下折流板之间的距离与夹角。由此，将分体的折流板拼装成一个完整的螺旋体，同时，隔板也起到了阻止三角板缝泄流的作用，使整个流道密封。

每块折流板与壳体的轴线呈一定角度，折流板自壳程进口处向出口处推进，即形成近似螺旋面的拼接，同一圆横截面上折流板的个数与换热器壳程通道数N的关系为N*2。在螺旋折流板上设有贯穿传热管的孔，所述的传热管穿过螺旋折流板上的孔与两个管板垂直固定，在管板或其它工艺装备的引导下拼装成一个具有全封闭式螺旋流道的螺旋折流板换热器。

实施例4

如附图1-7所示，本实施例是一个双程螺旋通道的拼装式连续型螺旋折流板换热器，由4个管束组拼装而成。它包括主体结构1、折流板2、联结板3、传热管5。主体结构包括换热器壳体，壳体两端的两个管板以及壳侧进、出口管；折流板由金属材料制成，形状呈扇形，将同一圆横截面上形状为四分之一圆横截面的扇形折流板一侧直边与联结板成90°角连接，若干个同一象限的下一层折流板和联结板上下依次组装构成折流板连接组板如图4所示，三角形联结板的尺寸及夹角是以每块折流板按螺旋蛟龙的旋切角度，即圆心被拉伸的长度与螺旋半径构成了一个三角区来确定的，利用这些三角区，用隔板进行折流板连接组板间的连接。以固定折流板连接组板间的的距离与夹角。由此，将分体的折流板连接组板拼装成一个完整的螺旋体。同时，隔板也起到了阻止三角板缝泄流的作用，使整个流道密封。

由于每块折流板与壳体的轴线呈一个固定的角度，在折流板连接组板上设有贯穿传热管的孔，所述的传热管包括传热器中四分之一的传热管，折流板连接组板与传热器中四分之一的传热管共同构成一个管束组4，管束组的个数与换热器壳程通道数N的关系为N*2。将四个管束中的各联结板与相邻折流板依次连接，即可形成一个由若干折流板自壳程进口处向出口处推进的双程螺旋通道，再在管板或其它工艺装备的引导下拼装成一个具有全封闭式螺旋流道的螺旋折流板换热器。拼装式连续型螺旋折流板换热器可以使壳程流体呈完全螺旋状流动，没有任何短路分流或湍流。

如附图7所示：揭示了双程螺旋折流板换热器流向分配图，图中表示出两个进水口。

如附图8所示：揭示了三程螺旋折流板换热器流向分配图，图中表示出三个进水口。

上述实施例仅是用于说明本申请，而非对本实用新型的限定，只要在本申请实质精神范围内对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种拼装式连续型螺旋折流板换热器，由主体结构、折流板、联结板、传热管组成，其特征在于：所述的折流板呈扇形，其一侧直边与联结板成90°角连接，将同一圆横截面上形状为扇形折流板的另一直边与相邻的折流板的联结板连接，形成自壳程进口处向出口处推进的密封螺旋通道。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述的折流板与壳体的轴线呈一定角度。

3.根据权利要求1或2所述的换热器，其特征在于：所述的联结板的尺寸及夹角是以每块折流板按螺旋蛟龙的旋切角度，即圆心被拉伸的长度与螺旋半径形成的一个三角区构成。

4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于：在所述的折流板上设有贯穿传热管的孔，所述的传热管穿过折流板上的孔与两个管板垂直固定。

5.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于：在同一圆横截面上的折流板的个数与换热器壳程螺旋通道数N的关系为N*2。

6.一种拼装式连续型螺旋折流板换热器，由主体结构、折流板、联结板、传热管组成，其特征在于：所述的折流板呈扇形，其一侧直边与联结板成90°角连接，若干个同一象限的下一层折流板和联结板上下依次组装构成折流板连接组板，折流板连接组板与安装在连接组板上的传热管共同构成一个管束组，将各管束组中的各联结板与相邻折流板依次连接，即可形成由若干折流板自壳程进口处向出口处推进的密封螺旋通道。

7.根据权利要求6所述的换热器，其特征在于：所述的折流板与壳体的轴线呈一定角度。

8.根据权利要求6或7所述的换热器，其特征在于：所述的联结板的尺寸及夹角是以每块折流板按螺旋蛟龙的旋切角度，即圆心被拉伸的长度与螺旋半径形成的一个三角区构成。

9.根据权利要求8所述的换热器，其特征在于：在所述的折流板连接组板上设有贯穿传热管的孔，所述的传热管是指包括传热器中N*2分之一的传热管穿过折流板上的孔与两个管板垂直固定。

10.根据权利要求9所述的换热器，其特征在于：所述的管束组的个数与换热器壳程螺旋通道数N的关系为N*2。

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