CN203881200U - 一种折流板开锥形孔形式的换热器 - Google Patents

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喻九阳
叶萌
郑小涛
林纬
徐成
郑鹏
龚程
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Abstract

本实用新型提供一种折流板开锥形孔形式的换热器。包括有壳体,壳体两端设置有上下封头,壳体上还开有壳程进出口、管程进出口,壳体内安装有换热管、对换热管起定位作用的上下管板、多个折流板,所述的折流板为单弓形折流板,其形状为带缺口的圆形,其安装方向与上下管板平行并沿换热管长度方向多个排列延伸,其安装位置交错分列在壳体内壁两侧,折流板上开有锥形孔和供换热管穿过的换热管孔,其中锥形孔的开口方向与壳程流体方向一致,即流体经过大径流向小径。本实用新型装置可显著地降低壳程压降和提高综合传热性能,具有较好的节能降耗效果。

Description

一种折流板开锥形孔形式的换热器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及换热器技术领域,具体涉及到一种能更进一步强化壳程传热以及 降低壳程压降的折流板开锥形孔形式的换热器。
背景技术
[0002] 目前工业应用的管壳式换热器往往通过在壳程设置折流板而得到良好传热效果, 但这种结构会产生较大的流动阻力,使动力能耗增加,而且壳程会出现较大的流动死区而 导致局部传热系数降低及结垢、腐蚀。但采用单弓形折流板的管壳式换热器,因其结构简 单、制造维护方便、可靠性高和造价低廉等优点,目前在炼油、化工等企业中仍在广泛使用, 因此对弓形折流板进行改进或优化具有实用意义和经济效益。
[0003] 基于此,应寻求对折流板进行改进从而得到新型高效的管壳式换热器。
发明内容
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题是针对上述存在的不足,提供一种可显著地降低 壳程压降和提高综合传热性能,具有较好的节能降耗效果的折流板开锥形孔形式的换热 器。
[0005] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006] -种折流板开锥形孔形式的换热器,包括有壳体,壳体两端设置有上下封头,壳体 上还开有壳程进出口、管程进出口,壳体内安装有换热管、对换热管起定位作用的上下管 板、多个折流板,其特征在于,所述的折流板为单弓形折流板,其形状为带缺口的圆形,其安 装方向与上下管板平行并沿换热管长度方向多个排列延伸,其安装位置交错分列在壳体内 壁两侧,折流板上开有锥形孔和供换热管穿过的换热管孔,其中锥形孔的开口方向与壳程 流体方向一致,即流体经过大径流向小径。
[0007] 在上述方案中,所述的壳程进出口布置在壳体上,管程进出口分别布置在上下封 头上。
[0008] 在上述方案中,所述的锥形孔的数目小于换热管孔的数目。
[0009] 在上述方案中,所述的锥形孔的面积小于换热管孔的面积。
[0010] 在上述方案中,所述的壳体两端分别与上下管板固定连接,上下封头再与上下管 板相连,换热管的上下两端固定在管板上。
[0011] 本实用新型所述开锥形孔折流板的开孔大小和数量的选取原则是:开锥形孔后综 合衡量壳程对流换热系数、壳程传热量、换热器对数平均温差、壳程传热与流阻综合性能等 参数的变化情况,选取最佳的开锥形孔大小;开锥形孔折流板开孔布局的原则是:对折流 板未开孔的换热器进行分析,找出壳程流动死区,在流动死区位置开孔;遵循上述两个原则 得到的最佳开孔折流板有利于增强壳程传热能力,降低流动阻力,从而实现节约能耗。
[0012] 本实用新型的工作原理是:开孔后由于流体经过锥孔的长径流向短径,流束直径 变小,会产生缩脉现象,开孔处会产生射流,使流体离开锥形孔后很快形成湍流,并对周围 的流体产生卷吸作用,从而在低雷诺数下壳程流体就可以达到局部湍流,减小或消除壳程 的滞流死区;此外,开矩形孔增加了壳程流体的纵向流通面积,变单弓形折流板支承的横向 流动为垂直于换热管的部分纵向流动,从而降低壳程压降,减少积垢与腐蚀,并使壳程的传 热综合性能得到一定程度的提高。
[0013] 本实用新型主要优点在于:
[0014] 1)开锥形孔折流板的使用,相比与其他形式开孔方式能够更进一步增强壳程传 热,降低壳程流动阻力,减少积垢与腐蚀;
[0015] 2)在折流板上开锥形孔简单易行,成本增加甚微,具有良好的可行性。
附图说明
[0016] 图1是本实用新型实施例的结构示意图;
[0017] 图2是本实用新型实施例的折流板表面结构示意图;
[0018] 图3是本实用新型实施例的折流板的剖视图;
[0019] 图中:1、上封头,2、管程出口,3、上管板,4、壳体,5、换热管,6、折流板,7、壳程出 口,8、下管板,9、下封头,10、管程进口,11、壳程进口,12、换热管孔,13、锥形孔。
具体实施方式
[0020] 下面结合具体实施方式,对本实用新型作进一步的说明:
[0021] 如图1图2图3所示的折流板开锥形孔形式的换热器,包括有上封头1、管程出口 2、上管板3、壳体4、换热管5、折流板6、壳程出口 7、下管板8、下封头9、管程进口 10、壳程 进口 11,壳体4两端分别与上管板3、下管板8相连接,上封头1和下封头9再分别与上管 板3和下管板8相连,换热管5的上下两端固定在上管板3和下管板8上,折流板6固定于 壳体4内部,折流板6为单弓形折流板,其形状为带缺口的圆形,其安装方向与上管板3和 下管板8平行并沿换热管5长度方向多个排列延伸,其安装位置交错分列在壳体4内壁两 侦牝折流板6上开有锥形孔13和供换热管5穿过的换热管孔12,其中锥形孔13的开口方 向与壳程流体方向一致,即流体经过大径流向小径;壳程进口 11和壳程出口 7布置在壳体 4上,管程进口 10和管程出出口 2分别布置在上封头1和下封头9上。
[0022] 在本实施例中,所述的锥形孔的数目小于换热管孔的数目,锥形孔的面积也小于 换热管孔的面积。
[0023] 本实用新型的工作过程为:壳程流体从壳程进口 11进入壳体4,一部分流体经过 锥形孔13形成缩脉,产生射流,使流体离开锥形孔13后很快就形成湍流,并且射流的流体 对周围的流体产生卷吸作用,在低雷诺数下壳程流体就可以达到局部湍流,减小或消除壳 程流动与传热的滞流死区;此外,锥形孔13增加了壳程流体的纵向流通面积,变单弓形折 流板支承的横向流动为垂直于换热管的部分纵向流动,从而降低壳程流动阻力,减少积垢 与腐蚀,使壳程的传热综合性能得到一定程度的提高,另一部分流体绕过折流板6流动,壳 程的流体经由壳程出口 7流出。管程流体先经过管程进口 10进入下封头9,在下封头9中 进入换热管5,然后流入上封头1,再从上封头1中经管程出口 2流出。
[0024] 以上说明仅为本实用新型的应用实施例而已,当然不能以此来限定本实用新型之 权利范围,因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化,仍属本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1. 一种折流板开锥形孔形式的换热器,包括有壳体,壳体两端设置有上下封头,壳体上 还开有壳程进出口、管程进出口,壳体内安装有换热管、对换热管起定位作用的上下管板、 多个折流板,其特征在于,所述的折流板为单弓形折流板,其形状为带缺口的圆形,其安装 方向与上下管板平行并沿换热管长度方向多个排列延伸,其安装位置交错分列在壳体内壁 两侧,折流板上开有锥形孔和供换热管穿过的换热管孔,其中锥形孔的开口方向与壳程流 体方向一致,即流体经过大径流向小径。
2. 如权利要求1所述的折流板开锥形孔形式的换热器,其特征在于,所述的壳程进出 口布置在壳体上,管程进出口分别布置在上下封头上。
3. 如权利要求1所述的折流板开锥形孔形式的换热器,其特征在于,所述的锥形孔的 数目小于换热管孔的数目。
4. 如权利要求1所述的折流板开锥形孔形式的换热器,其特征在于,所述的锥形孔的 面积小于换热管孔的面积。
5. 如权利要求1所述的折流板开锥形孔形式的换热器,其特征在于,所述的壳体两端 分别与上下管板固定连接,上下封头再与上下管板相连,换热管的上下两端固定在管板上。
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CN106582468A (zh) * 2015-10-14 2017-04-26 中国石化工程建设有限公司 一种轴向微通道耦合反应器及应用
CN108519015A (zh) * 2018-03-20 2018-09-11 华中科技大学 一种低阻导流的孔板式流量分配结构

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