CN201772780U - 一种发夹式折流杆换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种发夹式折流杆换热器，包括筒体、设置在筒体两端部的管板、分别连接在两管板上的管程入口水室和管程出口水室、以及设置在筒体内并贯穿管板的换热管，筒体内还设置有沿轴向的环形折流圈，折流圈上固定设置有折流杆；筒体包括直圆筒状的上筒体、与上筒体连接的环圆筒状的弯头筒体、以及与弯头筒体连接的直圆筒状的下筒体。本实用新型通过设置上筒体、弯头筒体、以及下筒体，水平方向上大大减小折流杆换热器的长度，在换热负荷大、壳程流量小的情况下，壳程流体能够实现高流速，强化壳程传热；同时解决了空间限制问题，减小温差应力。

Description

一种发夹式折流杆换热器

技术领域

本实用新型涉及石油、化工、冶金、电力等领域的热交换装置，更具体地说，涉及一种发夹式折流杆换热器。

背景技术

折流杆换热器的基本结构是在壳程沿流体流动方向设置有若干折流圈，通过拉杆和定距管相配合固定支撑折流圈，折流圈上装置折流杆。折流杆依次按水平和垂直方向安置，用以固定换热管，组成折流杆换热器管束。相对于折流板换热器等其他管壳式换热器，折流杆换热器实现了壳程流体纵向流动，大大减少了壳程流体横向冲刷管束，避免了管束流致振动的发生。同时折流杆对壳体流动起到了一定扰流作用，强化了壳程传热。

然而，普通的折流杆换热器不适合于换热负荷大、壳程流量相对较小的工况下，在这种情况下，普通的折流杆换热器的壳程流体难以实现高流速，不能发挥折流杆换热器的优势。虽然理论上，减小壳体内径可以增加壳程流速，但是换热面积一定的情况下，会导致壳体长度的增加。换热器使用的场所对总体长度有严格限制，通常减小壳体内径增加长度的方法难以实现。对于普通的折流杆换热器壳体长，温差大，温差应力相应就大，影响换热器的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术中折流杆换热器在换热负荷大、壳程流量小的情况下，壳程难以实现高流速，而减少壳体内径可以增加壳程流速，但要求换热面积一定的条件下就必然导致壳体长度的增加，难以在安装场所有限制的情况下使用。提供一种发夹式折流杆换热器，能够很好解决上述矛盾，以适合较大的换热负荷、壳程流量小的工况条件。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种发夹式折流杆换热器，包括筒体、设置在所述筒体两端部的管板、分别连接在所述的两管板上的管程入口水室和管程出口水室、以及设置在所述筒体内并贯穿所述管板的换热管，其特征在于：

所述筒体内还设置有沿轴向的环形折流圈，所述折流圈上固定设置有折流杆；

所述筒体包括直圆筒状的上筒体、与所述上筒体连接的环圆筒状的弯头筒体、以及与所述弯头筒体连接的直圆筒状的下筒体。

本实用新型一种发夹式折流杆换热器，优选的，所述筒体内同轴设置有内筒体，所述内筒体与所述折流圈固定连接。

本实用新型一种发夹式折流杆换热器，优选的，所述折流杆平行分布固定连接在所述的折流圈上。

本实用新型一种发夹式折流杆换热器，优选的，上筒体靠近弯头筒体的折流圈上设置有挡块；下筒体靠近弯头筒体的折流圈上设置有挡块，弯头筒体内最外侧的折流圈上设置有挡块。

本实用新型一种发夹式折流杆换热器，优选的，所述上筒体上设置有壳程出口组件，所述下筒体上设置有壳程入口组件。

本实用新型一种发夹式折流杆换热器，优选的，所述筒体外设置有框架式支撑底座。

本实用新型一种发夹式折流杆换热器，优选的，所述换热管为U型换热管。

本实用新型一种发夹式折流杆换热器，优选的，所述弯头筒体包括内侧半弯头、以及与所述内侧半弯头拼接的外侧半弯头；所述内侧半弯头与所述外侧半弯头拼接形成中空圆筒体。

本实用新型一种发夹式折流杆换热器，优选的，所述上筒体为无缝钢管，所述下筒体为无缝钢管；所述上筒体与所述弯头筒体通过环形焊缝连接；所述下筒体与所述弯头筒体通过环形焊缝连接。

本实用新型可达到以下有益效果：通过设置直圆筒状的上筒体、弯头筒体、以及直圆筒状的下筒体，能够在水平方向上大大减小折流杆换热器的长度，减小温差应力，实现了在换热负荷大、壳程流量小的情况下，壳程流体能够实现高流速，从而实现强化传热的目的。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型的发夹式折流杆换热器的结构示意图；

图2是本实用新型的发夹式折流杆换热器的外观示意图；

图3是本实用新型的发夹式折流杆换热器的折流圈、折流杆、拉杆、定距杆、以及内筒体的组合示意图；

图4是本实用新型发夹式折流杆换热器的折流圈与折流杆的组合示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

折流杆换热器的工作原理如下：当壳程流体通过壳程入口导流筒进入换热器壳体后，壳程流体将沿着换热管束外壁流动，遇到折流杆就产生扰流，在下一个折流杆再次产生扰流，如此多次扰动减薄了层流边界层，增强了传热。

如图1～4为本实用新型的一种发夹式折流杆换热器的实施例，该发夹式折流杆换热器，包括筒体、设置在筒体两端部的上管板3和下管板25、连接在上管板3上的管程入口水室、连接在下管板25上的管程出口水室、以及设置在筒体内并贯穿管板的换热管16，筒体内还设置有沿轴向的环形折流圈32，折流圈32上固定设置有折流杆31。

筒体包括直圆筒状的上筒体9、与上筒体9焊接连接的环圆筒状的弯头筒体、以及与弯头筒体焊接连接的直圆筒状的下筒体21。该弯头筒体包括内侧半弯头18、以及与内侧半弯头18拼接的外侧半弯头19，内侧半弯头18与外侧半弯头19通过焊接拼接形成中空圆筒体的弯头筒体。

进一步的，本实用新型所提供的发夹式折流杆换热器的上筒体9和下筒体21为无缝钢管，上筒体9和下筒体21与内侧半弯头18和外侧半弯头19使用通过环形焊缝焊接组成，取代常用折流杆换热器大直径壳体是由钢板卷制而成。采用发夹式壳体可以减小焊缝长度，尤其是纵向焊缝长度，降低了换热器制造的工作量。

筒体内设置有U型换热管16，多根U型换热管形成U型换热管束。在筒体两侧设置有上管板3和下管板25，上管板3设置在上筒体9的一侧，下管板25设置在下筒体21的一侧。筒体与上管板3以及下管板25之间通过焊接或法兰连接。U型换热管16贯穿上管板3和下管板25，上管板3和下管板25与U型换热管16之间有密封，防止壳程和管程中流体混合。

上管板3外侧设置有管程入口水室，该管程入口水室包括水室入口组件1、水室入口接管2、以及水室入口组件排液接管30。该管程入口水室与U型换热管16的管口导通，从水室入口接管2进入管程入口水室的流体能够直接进入U型换热管16。

下管板25外侧设置有管程出口水室，该管程出口水室包括水室出口组件27、水室出口接管28、水室出口组件排液接管26、以及水室出口组件排气接管29。该管程出口水室与U型换热管16的管口导通，从U型换热管16中进入管程出口水室的流体能够直接进入水室出口接管28。

上筒体9上设置有壳程出口组件，该壳程出口组件包括与上筒体9导通的壳程出口接管6、以及壳程出口导流筒4、以及壳程出口导流筒排液接管7。

下筒体21下设置有壳程入口组件，该壳程入口组件包括与下筒体21导通的壳程入口接管22、以及壳程入口导流筒23、以及壳程入口导流筒排气接管24。

进出口布置形式可以灵活多样，可以实现管程壳程纯逆流或纯顺流。为了保证该发夹式折流杆换热器壳程与管程充分换热，优选的，壳程流体下进上出，管程流体上进下出。

如图3所示，本实用新型发夹式折流杆换热器筒体内沿筒体轴向设置有若干折流圈32，该折流圈为环状体，中空部焊接设置有平行排列的折流杆31。折流杆与折流圈组合设置在筒体内，是为了破外换热管外的边界层，减薄层流层，增强热扰动。如图4所示，折流杆31通过焊接固定在折流圈32上，根据折流圈32在筒体内的不同位置，可以选择焊接不同尺寸的折流杆31。折流杆与折流圈组合10与折流杆与折流圈组合11是常见的折流杆与折流圈组合形式，折流杆与折流圈的组合17形式是加强型组合，折流圈和折流杆较厚或较大直径，刚度更好，对换热管束的支持更好。

进一步的，为了提供更好的支撑刚度，折流杆与折流圈组合间隔式安装。如图3所示，折流杆与折流圈组合10与折流杆与折流圈组合11是进行间隔式安装在筒体内，两者的不同之处在于折流杆的方向不一致。

为了固定折流杆与折流圈，筒体内设置有定距管8和拉杆5，拉杆5两端有螺纹，穿过折流圈外环的开孔并通过在首末两个折流圈外使用螺母固定，定距管8套在拉杆5外，起到定位折流圈的作用。

为了防止发夹式折流杆换热器的壳程流体无效漏流，在U型管束外设置了薄钢板卷制的内筒体，如图1和图3所示，内筒体12和内筒体15与筒体同轴安装，内筒体的外径比筒体内径稍小。内筒体通过点焊固定在折流圈上。内筒体由薄钢板卷制而成。

进一步的，为了加强折流杆与折流圈的稳定性，避免壳程流体在流动过程中对折流杆与折流圈冲击造成折流圈和管束的位移，在折流杆与折流圈组合上设置有挡块。如图1所示，上筒体9、下筒体21靠近弯头筒体的最后一个折流圈外焊接安装挡块13，在弯头筒体内最外侧的折流圈外焊接安装有挡块14。

进一步的，为了增强发夹式折流杆换热器运行过程中的稳定性，在筒体外侧设置有框架式支撑底座20，该框架式支撑底座20由型钢焊接组成。

本实用新型发夹式折流杆换热器的工作原理：壳程流体通过壳程入口接管22进入壳程入口导流筒23后，壳程流体将沿着换热管束16的外壁流动，与换热管束16内的流体进行热交换，壳程流体遇到折流杆就产生扰流，在下一个折流杆再次产生扰流，依次经过下筒体21、弯头筒体、上筒体9，到达壳程出口导流筒4，从壳程出口接管6排出。管程流体从管程入口接管2进入管程入口水室，然后进入U型换热管16中，管程流体在U型换热管16中与管外的壳程流体进行换热，管程流体通过U型换热管16后进入管程出口水室，最后从管程出口水接管28中流出。

本实用新型将发夹式结构引入折流杆换热器，实现了在热负荷大、壳程流量小的情况下，增加壳程流速，强化壳程传热。在小流量情况下，普通的折流杆换热器难以达到高流速，不能发挥折流杆换热器的优势。同时发夹式折流杆换热器易于实现在抗震要求严格的场合使用。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (9)

1.一种发夹式折流杆换热器，包括筒体、设置在所述筒体两端部的管板、分别连接在所述的两管板上的管程入口水室和管程出口水室、以及设置在所述筒体内并贯穿所述管板的换热管，其特征在于：

所述筒体内还设置有沿轴向的环形折流圈，所述折流圈上固定设置有折流杆；

所述筒体包括直圆筒状的上筒体、与所述上筒体连接的环圆筒状的弯头筒体、以及与所述弯头筒体连接的直圆筒状的下筒体。

2.根据权利要求1所述的发夹式折流杆换热器，其特征在于，所述筒体内同轴设置有内筒体，所述内筒体与所述折流圈固定连接。

3.根据权利要求2所述的发夹式折流杆换热器，其特征在于，所述折流杆平行分布固定连接在所述的折流圈上。

4.根据权利要求3所述的发夹式折流杆换热器，其特征在于，上筒体靠近弯头筒体的折流圈上设置有挡块；下筒体靠近弯头筒体的折流圈上设置有挡块，弯头筒体内最外侧的折流圈上设置有挡块。

5.根据权利要求4所述的发夹式折流杆换热器，其特征在于，所述上筒体上设置有壳程出口组件，所述下筒体上设置有壳程入口组件。

6.根据权利要求1所述的发夹式折流杆换热器，其特征在于，所述筒体外设置有框架式支撑底座。

7.根据权利要求1所述的发夹式折流杆换热器，其特征在于，所述换热管为U型换热管。

8.根据权利要求1所述的发夹式折流杆换热器，其特征在于，所述弯头筒体包括内侧半弯头、以及与所述内侧半弯头拼接的外侧半弯头；所述内侧半弯头与所述外侧半弯头拼接形成中空圆筒体。

9.根据权利要求1所述的发夹式折流杆换热器，其特征在于，所述上筒体为无缝钢管，所述下筒体为无缝钢管；所述上筒体与所述弯头筒体通过环形焊缝连接；所述下筒体与所述弯头筒体通过环形焊缝连接。

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