CN207006929U - 管壳式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供管壳式换热器，涉及热交换设备技术领域。涉及管壳式换热器，由上及下依次包括上管箱、筒体和下管箱，所述上管箱、所述筒体和所述下管箱之间焊接为一体结构，所述上管箱、所述筒体和所述下管箱均为不锈钢结构；所述筒体内还固定设置有强化换热管；所述强化换热管呈凹凸波节状结构；所述上管箱的顶部倾斜设置有管程流体进口接管，所述下管箱的底部倾斜设置有管程流体出口接管；所述筒体的侧壁上分别设置有壳程流体进口接管和壳程流体出口接管。采用本实用新型的技术方案，能够提供一种性能稳定，安全性高、换热高效、耐腐蚀、使用寿命长的新型管壳式换热器。

Description

管壳式换热器

技术领域

本实用新型涉及热交换设备技术领域，尤其是涉及管壳式换热器。

背景技术

现有的管壳式换热器由管箱和筒体两部分组成，采用用法兰连接，管程流体从管箱进入，经过管束内部与壳程介质进行热量交换。管束外部有折流板使流体可以横向冲刷管束，以增加扰动，提高传热系数。

传统管壳式换热器壳体和管板通常采用碳钢材料，少数制造厂家换热管采用不锈钢材料，管板基本上采用碳钢材料。因此，在使用中存在如下不足：

1.碳钢材料耐腐蚀性能差，使用寿命短，设备粗大比较笨重，占地面积也大，安装过程复杂。

2.保证换热管的使用寿命，碳钢换热管的壁厚较大，造成材料成本大。

3.管箱与筒体连接采用法兰连接，密封元件由于老化或者频繁的冷热疲劳载荷容易造成泄露。

4.壳程流体横向冲刷换热管束，通过折流板来进行改变流体的流动方向，折流板与换热管之间，由于水流的震动和冲击长时间运行容易造成换热管磨损穿透，导致泄露。

5.壳程流体容易在折流板附近形成死水区，使降低换热效率。

基于上述的现有技术存在的问题，急需一种能够解决上述各问题的新型管壳式换热器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种管壳式换热器，能够提供一种性能稳定，安全性高、换热高效、耐腐蚀、使用寿命长的新型管壳式换热器。

本实用新型提供的一种管壳式换热器，由上及下依次包括上管箱、筒体和下管箱，所述上管箱、所述筒体和所述下管箱之间焊接为一体结构，所述上管箱、所述筒体和所述下管箱均为不锈钢结构；

所述筒体内还固定设置有强化换热管；

所述强化换热管呈凹凸波节状结构；

所述上管箱的顶部倾斜设置有管程流体进口接管，所述下管箱的底部倾斜设置有管程流体出口接管；

所述筒体的侧壁上分别设置有壳程流体进口接管和壳程流体出口接管。

进一步地，所述壳程流体出口接管设置在所述壳程流体进口接管的上方，并且所述壳程流体进口接管和所述壳程流体出口接管的管口朝向相反设置。

进一步地，所述上管箱与所述筒体相衔接的位置水平焊接有第一管板；

所述下管箱与所述筒体相衔接的位置水平焊接有第二管板。

进一步地，所述强化换热管固定设置在所述第一管板和所述第二管板之间。

进一步地，所述强化换热管与所述第一管板焊接连接，所述强化换热管与所述第二管板焊接连接。

进一步地，所述管程流体进口接管与所述筒体的中心线的安装夹角为第一夹角；所述管程流体出口接管与所述筒体的中心线的安装夹角为第二夹角；所述第一夹角与所述第二夹角的度数相等。

进一步地，所述第一夹角的角度范围为30°－60°。

进一步地，所述管程流体进口接管与所述上管箱丝扣连接或焊接连接。

进一步地，所述管程流体出口接管与所述下管箱丝扣连接或焊接连接。

进一步地，所述壳程流体出口接管和所述壳程流体进口接管分别与所述筒体丝扣连接或焊接连接。

本实用新型的有益效果如下：

采用本实用新型的管壳式换热器，由上及下依次包括上管箱、筒体和下管箱，所述上管箱、所述筒体和所述下管箱之间焊接为一体结构，所述上管箱、所述筒体和所述下管箱均为不锈钢结构；所述筒体内还固定设置有强化换热管；所述强化换热管呈凹凸波节状结构；所述上管箱的顶部倾斜设置有管程流体进口接管，所述下管箱的底部倾斜设置有管程流体出口接管；所述筒体的侧壁上分别设置有壳程流体进口接管和壳程流体出口接管。采用本技术方案的管壳式换热器，筒体为凹凸波节状，并且在其内部固定设置有强化换热管，采用上述的结构，换热器不易结垢，长期运行效果良好，由于涡流特殊的凸凹形状结构，流体的流速时刻发生变化形成强烈的涡流以高速冲刷换热管内外表面，再加上管子和垢物的热胀冷缩性不同，管壁内外均不会结垢；更进一步的，采用本技术方案的管壳式换热器，壳程阻力小，压降低；再有，壳程的流体流经换热管外壁时，由于换热管之间的流通面积在各个截面上不断变化，促使管外的流体形成强烈的紊流(即使在流速较低时)，提高了换热器的传热系数。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的管壳式换热器的结构示意图。

附图标记：

1－管程流体出口接管；2－壳程流体进口接管；3－筒体；

4－强化换热管； 5－上管箱； 6－管程流体进口接管；

7－壳程流体出口接管； 8－下管箱； 9－第二管板。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1详细描述本实施例的管壳式换热器的技术方案。

各部件标号如下：

1－管程流体出口接管；2－壳程流体进口接管；3－筒体；

4－强化换热管； 5－上管箱； 6－管程流体进口接管；

7－壳程流体出口接管； 8－下管箱；9－第二管板。

实施例一

本实施例的具体实施方式如下：

如图1所示，本实施例提供管壳式换热器，由上及下依次包括上管箱5、筒体3和下管箱8，上管箱5、筒体3和下管箱8之间焊接为一体结构，上管箱5、筒体3和下管箱8均为不锈钢结构；筒体3内还固定设置有强化换热管4；强化换热管4呈凹凸波节状结构；上管箱5的顶部倾斜设置有管程流体进口接管6，下管箱8的底部倾斜设置有管程流体出口接管1；筒体3的侧壁上分别设置有壳程流体进口接管2和壳程流体出口接管7。

需要说明的是，本实施例的换热器整体呈管壳式结构，如图1所示，在换热器的内部预设有腔体，腔体内放置强化换热管4，具体结构如下。

具体的，壳程流体出口接管7设置在壳程流体进口接管2的上方，并且壳程流体进口接管2和壳程流体出口接管7的管口朝向相反设置。

具体的，上管箱5与筒体3相衔接的位置水平焊接有第一管板；下管箱8与筒体3相衔接的位置水平焊接有第二管板9。

具体的，强化换热管4固定设置在第一管板和第二管板9之间。

具体的，强化换热管4与第一管板焊接连接，强化换热管4与第二管板9焊接连接。

具体的，管程流体进口接管6与筒体3的中心线的安装夹角为第一夹角；管程流体出口接管1与筒体3的中心线的安装夹角为第二夹角；第一夹角与第二夹角的度数相等。

具体的，第一夹角的角度范围为30°－60°。

具体的，管程流体进口接管6与上管箱5丝扣连接或焊接连接。

具体的，管程流体出口接管1与下管箱8丝扣连接或焊接连接。

具体的，壳程流体出口接管7和壳程流体进口接管2分别与筒体3丝扣连接或焊接连接。

由上可知，本实施例的管壳式换热器，主要由上管箱5、筒体3和下管箱8组成，其中不锈钢材料制成的上管箱5和下管箱8分别与筒体3焊接为一体，冷热媒接管(即壳程流体进口接管2、壳程流体出口接管7、管程流体进口接管6和管程流体出口接管1)与筒体3及上管箱5或下管箱8的连接采用丝扣或焊接方式；强化换热管4为不锈钢换热管，并且强化换热管4呈凹凸波节状结构，筒体3内的第一管板和第二管板9也为不锈钢结构，第一管板和第二管板9分别与强化换热管4焊接在一起，同时，第一管板和第二管板9也分别与筒体3相固定，管程流体接管(包括管程流体进口接管6和管程流体出口接管1)与筒体3中心线呈30°－60°的角度，优选的，管程流体进口接管6与筒体3的中心线的夹角A1为45°，管程流体出口接管1与筒体3的中心线的夹角A2为45度。

优选的，的管箱与筒体3连接采用焊接焊接。

优选的，筒体3分别与第一管板和第二管板9为焊接固定。

本实施例的管壳式换热器的特殊的内部结构设计和布管方式使之能够达到如下效果：

(1)换热器不易结垢，长期运行效果良好，由于涡流特殊的凸凹形状结构，流体的流速时刻发生变化形成强烈的涡流以高速冲刷换热管内外表面，再加上管子和垢物的热胀冷缩性不同，管壁内外均不结垢。

(2)壳程阻力小，压降低。

(3)壳程的流体流经换热管外壁时，由于换热管之间的流通面积在各个截面上不断变化，促使管外的流体形成强烈的紊流(即使在流速较低时)，提高了换热器的传热系数。

需要指出的是，本实施例的管壳式换热器的整体采用不锈钢材料制作，由于传热系数比较高，其体积只有传统管壳式换热器的1/2至1/5，占用空间小、安装费用低。

结合图1的结构作进一步说明，整体采用不锈钢材料制作，将上管箱5、下管箱8分别与筒体3采用焊接为一体，壳程流体进口接管2、壳程流体出口接管7、管程流体进口接管6和管程流体出口接管1的连接均为丝扣连接或法兰连接，强化换热管4呈凹凸波节状结构，即膨胀波节状结构，筒体3内的第一管板、第二管板9分别与强化换热管4焊接固定为一体，第一管板、第二管板9分别与筒体3焊接固定，管程流体进口接管6、管程流体出口接管1分别与筒体3的中心线呈30°－60°角进行布置，上述的强化换热管4并排设置有多个，依据实际使用的需要进行个数的调整。

设备运行时，冷媒流体沿换热器的壳程流体进口接管2进入，并从壳程流体出口接管7流出，热媒介质从换热器的管程流体进口接管6进入，并从管程流体出口接管1流出。冷热流体在换热管内外表面形成强烈的湍流，将热量传递给冷媒。

采用本实施例的管壳式换热器，由上及下依次包括上管箱5、筒体3和下管箱8，上管箱5、筒体3和下管箱8之间焊接为一体结构，上管箱5、筒体3和下管箱8均为不锈钢结构；筒体3内还固定设置有强化换热管4；筒体3为凹凸波节状结构；上管箱5的顶部倾斜设置有管程流体进口接管6，下管箱8的底部倾斜设置有管程流体出口接管1；筒体3的侧壁上分别设置有壳程流体进口接管2和壳程流体出口接管7。采用本技术方案的管壳式换热器，筒体3为凹凸波节状，并且在其内部固定设置有强化换热管4，采用上述的结构，换热器不易结垢，长期运行效果良好，由于涡流特殊的凸凹形状结构，流体的流速时刻发生变化形成强烈的涡流以高速冲刷换热管内外表面，再加上管子和垢物的热胀冷缩性不同，管壁内外均不会结垢；更进一步的，采用本技术方案的管壳式换热器，壳程阻力小，压降低；再有，壳程的流体流经换热管外壁时，由于换热管之间的流通面积在各个截面上不断变化，促使管外的流体形成强烈的紊流(即使在流速较低时)，提高了换热器的传热系数，能够提供一种性能稳定，安全性高、换热高效、耐腐蚀、使用寿命长的新型管壳式换热器。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种管壳式换热器，其特征在于，由上及下依次包括上管箱、筒体和下管箱，所述上管箱、所述筒体和所述下管箱之间焊接为一体结构，所述上管箱、所述筒体和所述下管箱均为不锈钢结构；

所述筒体内还固定设置有强化换热管；

所述强化换热管呈凹凸波节状结构；

所述上管箱的顶部倾斜设置有管程流体进口接管，所述下管箱的底部倾斜设置有管程流体出口接管；

所述筒体的侧壁上分别设置有壳程流体进口接管和壳程流体出口接管。

2.根据权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述壳程流体出口接管设置在所述壳程流体进口接管的上方，并且所述壳程流体进口接管和所述壳程流体出口接管的管口朝向相反设置。

3.根据权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述上管箱与所述筒体相衔接的位置水平焊接有第一管板；

所述下管箱与所述筒体相衔接的位置水平焊接有第二管板。

4.根据权利要求3所述的管壳式换热器，其特征在于，所述强化换热管固定设置在所述第一管板和所述第二管板之间。

5.根据权利要求3所述的管壳式换热器，其特征在于，所述强化换热管与所述第一管板焊接连接，所述强化换热管与所述第二管板焊接连接。

6.根据权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述管程流体进口接管与所述筒体的中心线的安装夹角为第一夹角；所述管程流体出口接管与所述筒体的中心线的安装夹角为第二夹角；所述第一夹角与所述第二夹角的度数相等。

7.根据权利要求6所述的管壳式换热器，其特征在于，所述第一夹角的角度范围为30°－60°。

8.根据权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述管程流体进口接管与所述上管箱丝扣连接或焊接连接。

9.根据权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述管程流体出口接管与所述下管箱丝扣连接或焊接连接。

10.根据权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述壳程流体出口接管和所述壳程流体进口接管分别与所述筒体丝扣连接或焊接连接。