CN208139905U - 单管程固定管板板壳式折流板换热器 - Google Patents

Abstract

一种单管程固定管板板壳式折流板换热器，包括管箱、壳程壳体和板束组件，板束组件包括：板管组，包括依次叠置焊接在一起的多个板管，每个板管内部形成纵向的管程流道，多个板管的叠置外表面与壳程壳体的内壁之间形成横向的壳程流道，管程流道流道内设置扰流条，壳程流道内设置隔流条；一对压紧板，平行于板管且对称设置于板管组的两侧；多个折流板，沿横向平行设置于壳程壳体与板管组之间，折流板上设有缺口，相邻折流板的缺口相对于板管组的中心线对称设置；旁路挡板，沿纵向设置于压紧板与壳程壳体之间；一对固定管板；其中，壳程壳体上设有膨胀节。换热器大大增加了换热接触面积，压缩了换热器整体结构尺寸。

Description

单管程固定管板板壳式折流板换热器

技术领域

本实用新型涉及换热器领域，具体涉及一种单管程固定管板板壳式折流板换热器。

背景技术

传统管壳式折流板换热器结构简单、技术成熟、适用广泛，但存在传热效率低、占地面积大等缺点。板式换热器换热效率高、占地少，但承压能力低、易泄漏。板壳式换热器将板束置于压力壳体内，提高了换热器的承压能力，减少了换热流体外漏的可能性。同时板壳式换热器继承了板式换热器换热效率高、结构紧凑的优点。板壳式换热器结合传统管壳式换热器和板式换热器二者的优点，符合国家发展绿色、节能、环保高效换热装备产品的发展方向。但是现有的板壳式换热器在传热效率以及承压能力上仍有待于进一步提高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种换热效率高、结构紧凑的单管程固定管板板壳式折流板换热器。

本实用新型采用以下解决方案：

一种单管程固定管板板壳式折流板换热器，包括管箱、壳程壳体和设置在所述壳程壳体内的板束组件，所述板束组件包括：

板管组，所述板管组包括依次叠置焊接在一起的多个板管，每个板管内部形成纵向的管程流道，所述多个板管的叠置外表面与所述壳程壳体的内壁之间形成横向的壳程流道；所述管程流道内设置扰流条，所述壳程流道内设置隔流条；

一对压紧板，所述一对压紧板平行于所述板管且对称设置于所述板管组的两侧，用于压紧所述板管组；

多个折流板，所述多个折流板沿横向平行设置于所述壳程壳体与板管组之间，所述折流板上设有缺口，相邻折流板的缺口相对于所述板管组的中心线对称设置；

旁路挡板，所述旁路挡板沿纵向设置于所述压紧板与所述壳程壳体之间；

一对固定管板，所述一对固定管板分别连接于所述板管组的两个纵向端部，并与所述管程流道密封连接；

其中，所述壳程壳体上设有膨胀节。

优选地，所述壳程壳体与所述一对固定管板连接，所述壳程壳体与所述板束组件形成的封闭空间为壳程空间，所述壳程空间内的壳程流体经所述折流板以“Z”字形折返通过所述壳程流道。

优选地，所述管箱通过垫片和紧固件与所述固定管板密封连接，所述管箱与所述板管组形成的封闭空间为管程空间。

优选地，所述板管由两个板片焊接形成，所述板片上设有包括凸部和凹部的纵横直通波纹。

优选地，所述两个板片以凸部与凸部对齐、凹部与凹部对齐的方式焊接在一起。

优选地，所述板片的纵横直通波纹与板片直边之间形成夹角，所述夹角的范围为1°-89°。

优选地，所述隔流条沿横向设置于所述壳程流道内，所述扰流条沿纵向设置于所述管程流道内，所述扰流条为螺旋杆形或蛇形。

优选地，所述板束组件还包括拉筋，所述拉筋沿纵向间隔设置于所述板管组的两侧，与所述压紧板连接在一起。

优选地，所述单管程固定管板板壳式折流板换热器为卧式换热器或立式换热器。

优选地，所述单管程固定管板板壳式折流板换热器为立式换热器，且所述壳程壳体上设有排气口和排液口。

本实用新型的有益效果在于：根据本实用新型的单管程固定管板板壳式折流板换热器大大增加了换热接触面积，压缩了换热器整体结构尺寸。纵横直通波纹能够强化流体湍流；交叉纵横换热提高了换热器的传热效率。此外，由于壳程设有折流板、隔流条、扰流条、拉筋和压紧板等，使换热器的板束组件的承压能力提高。特别地，壳程壳体上设有膨胀节可平衡板管组和壳程壳体热膨胀不一致所带来的热膨胀差。

根据本实用新型的单管程固定管板板壳式折流板换热器结构紧凑，换热效率高，是一种用于石油化工的高效节能板壳式折流板换热器。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的附图标记通常代表相同部件。

图1示出了根据本实用新型的示例性实施例的卧式单管程固定管板板壳式折流板换热器的主视结构和其中的管程流体流通路径示意图。

图2示出了根据本实用新型的示例性实施例的卧式单管程固定管板板壳式折流板换热器的俯视结构和其中的壳程流体通路径示意图。

图3a示出了根据本实用新型的示例性实施例的单个板管的示意图，图3b 示出了多个板管叠置焊接成板管组的示意图。

图4示出了根据本实用新型的示例性实施例的立式单管程固定管板板壳式折流板换热器的结构示意图。

附图标记说明：

1-管箱、2-壳程壳体、3-板束组件、4-固定管板、5-压紧板、6-隔流条、7- 拉筋、8-折流板、9-旁路挡板、10-板管组、11-膨胀节、12-管箱、13-板管、14- 纵焊缝、15-横焊缝、16-扰流条。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的实施方式。虽然附图中显示了本实用新型的两种示例性实施方式，然而应该理解，可以各种形式实现本实用新型，而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

参考图1、图2、图3a和图3b，根据本实用新型的示例性实施例的单管程固定管板板壳式折流板换热器包括管箱1、壳程壳体2和设置在壳程壳体2内的板束组件3，板束组件3包括：

板管组10，板管组10包括依次叠置焊接在一起的多个(二个或二个以上) 板管13，每个板管13内部形成纵向的管程流道，多个板管的叠置外表面与壳程壳体2的内壁之间形成横向的壳程流道；管程流道流道内设置扰流条16，壳程流道内设置隔流条6；

一对压紧板5，一对压紧板5平行于板管13且对称设置于板管组10的两侧，用于压紧板管组10；

多个折流板8，多个折流板8沿横向平行设置于壳程壳体2与板管组10之间，折流板8上设有缺口，相邻折流板8的缺口相对于板管组10的中心线对称设置；

旁路挡板9，旁路挡板9沿纵向设置于压紧板5与壳程壳体2之间；

一对固定管板4，一对固定管板4分别连接于板管组10的两个纵向端部，并与管程流道密封连接；

其中，壳程壳体2上设有膨胀节11。

本实用新型的单管程固定管板板壳式折流板换热器大大增加了换热接触面积，压缩了换热器整体结构尺寸；由于壳程壳体设有折流板和压紧板，使换热器的板束组件的承压能力提高。此外，膨胀节可平衡板管组和壳程壳体热膨胀不一致所带来的热膨胀差。膨胀节设置根据强度计算确定，如果壳体应力能满足板束和壳体热膨胀应力要求，该膨胀节可取消。

壳程壳体2与一对固定管板4连接，壳程壳体2与板束组件3形成的封闭空间为壳程空间，壳程空间内的壳程流体经折流板8以“Z”字形折返通过壳程流道。

两个管箱1分别设置于壳程壳体2和板束组件3两端，并通过垫片和紧固件与固定管板4密封连接，管箱1与板管组3形成的封闭空间为管程空间，管程空间内的管程流体经管箱1流过板管组10内的管程流道。纵向的管程流道和横向的壳程流道结构类似，仅流通通道交错、流体流通方向交叉，管程流体走板管组的板管内部的管程流道，壳程流体走由多个板管叠置后形成的板管外部空隙，即壳程流道。从而壳程流体与管程流体可实现纵横“十字”交叉错流换热。

管程流体通路为管箱1上的管程入口、板管组10的管程流道、管箱1上的管程出口。参照图1示出的单管程固定管板板壳式折流板换热器，图1中的箭头符号方向为管程流体换热流向示意，箭头方向根据流体实际流向调整。附图中的管程入口和管程出口的位置未按视图关系标示，图中仅表示管程入口和管程出口的位置相对关系。

其中，板束组件3还包括隔流条6和扰流条16，隔流条6沿横向设置于横向的壳程流道内，扰流条16沿纵向设置于管程流道内。

扰流条16为条形，插入管程流道内，可扰动管程流体流动，进而强化管程流体传热，扰流条可采用形式，比如螺旋杆形、曲折蛇形等。

此外，板束组件3还可以包括拉筋7，拉筋7沿纵向间隔设置于板管组10 的两侧，与压紧板5连接在一起。

壳程流体由壳程入口进入壳程流道，在折流板8、隔流条6和旁路挡板9的引导下，在折流板8的缺口处折返，并以“Z”字形反复多次流经横向的壳程流道，最后折返流到壳程出口。壳程流道内设置横向的隔流条6，隔流条6可引导壳程流体横向流过壳程流道，减少壳程流道内的纵向漏流，增加壳程流体换热长度，提高了换热效率。参照图2示出的单管程固定管板板壳式折流板换热器的俯视图，图2中的箭头符号方向为壳程流体换热流动方向，箭头方向根据流体实际流向调整，附图中的壳程入口和壳程出口的位置未按视图关系标示，图中仅表示壳程入口和壳程出口的位置相对关系。

纵向流动的管程流体和壳程“Z”字形折返流动的壳程流体可实现纵横“十字”交叉换热，可以达到错流传热的换热效果。

本实用新型的单管程固定管板板壳式折流板换热器外形与GB/T151-2014热交换器标准中的AEM或BEM固定管板换热器类似，但是将AEM或BEM固定管板换热器中的管束更换成上述的单管程固定管板板壳式折流板换热器的板束组件3。

板管由两个板片焊接形成，板片上设有包括凸部和凹部的纵横直通波纹。相邻板片的波纹的纹路均为反向对称，板片纵边组对焊接形成板管，板片的横边组对焊接形成板管组10。相互反向对称的纵横直通波纹扰动纵向管程流道和横向壳程流道内的换热流体，使其产生湍流，强化传热。在一个实施例中，两个板片以凸部与凸部对齐、凹部与凹部对齐的方式焊接在一起，在板管内设置隔流条6。优选地，板片的纵横直通波纹与板片直边之间形成夹角，夹角的范围为1°-89°。

图3a示出了根据本实用新型的示例性实施例的单个板管的示意图，图3b 示出了多个板管叠置焊接成板管组的示意图。如图3a和3b所示，板片通过纵焊缝14和横焊缝15焊接形成板管组10。

此外，板束组件3还包括拉筋7，拉筋7沿纵向间隔设置于板管组10的两侧，与压紧板5焊接在一起。壳程流道内的隔流条6和拉筋7焊接，压紧板5、拉筋7和隔流条6相互支撑，组成板束组件3内部网状骨架支撑加强结构。压紧板5和壳程壳体2之间布置多个折流板8，折流板8与压紧板5之间不焊接，板管组10可不受折流板8约束沿壳体轴向自由膨胀，压紧板5外侧设置有旁路挡板9，旁路挡板9焊接在折流板8之间(或折流板8和固定管板4)之间，旁路挡板9和压紧板5不焊接，折流板8通过旁路挡板9固定位置，旁路挡板9、折流板8组成板束组件3外部骨架支撑结构。旁路挡板9和折流板8引导壳程流体进入横向壳程流道进行换热，减少壳程旁路漏流，同时折流板8和隔流条6 引导壳程流体以“Z”字形折返从壳程入口流到壳程出口，减少壳程流道内的纵向漏流。

参照图1，折流板8沿横向平行设置于壳程壳体2与板管组10之间，折流板8可依次按一定间距交替分布于板管组10和压紧板5两侧。

根据示例性实施例，单管程固定管板板壳式折流板换热器可以为卧式换热器或立式换热器。当单管程固定管板板壳式折流板换热器为立式换热器时(如图4所示)，壳程壳体上设有排气口和排液口。

根据本实用新型的单管程固定管板板壳式折流板换热器大大增加了换热接触面积，压缩了换热器整体结构尺寸。纵横直通波纹能够强化流体湍流；交叉纵横换热提高了换热器的传热效率。此外，由于壳程设有折流板、隔流条、拉筋和压紧板等，使换热器的板束组件的承压能力提高。

根据本实用新型的单管程固定管板板壳式折流板换热器结构紧凑，换热效率高，是一种用于石油化工的高效节能板壳式折流板换热器。

以上已经描述了本实用新型的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释实施例的原理和实际应用，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的实施例。

Claims (10)

1.一种单管程固定管板板壳式折流板换热器，包括管箱(1)、壳程壳体(2)和设置在所述壳程壳体(2)内的板束组件(3)，其特征在于，所述板束组件(3)包括：

板管组(10)，所述板管组(10)包括依次叠置焊接在一起的多个板管，每个板管内部形成纵向的管程流道，所述多个板管的叠置外表面与所述壳程壳体(2)的内壁之间形成横向的壳程流道；所述管程流道内设置扰流条(16)，所述壳程流道内设置隔流条(6)；

一对压紧板(5)，所述一对压紧板(5)平行于所述板管且对称设置于所述板管组(10)的两侧，用于压紧所述板管组(10)；

多个折流板(8)，所述多个折流板(8)沿横向平行设置于所述壳程壳体(2)与板管组(10)之间，所述折流板(8)上设有缺口，相邻折流板的缺口相对于所述板管组(10)的中心线对称设置；

旁路挡板(9)，所述旁路挡板(9)沿纵向设置于所述压紧板与所述壳程壳体(2)之间；

一对固定管板(4)，所述一对固定管板(4)分别连接于所述板管组(10)的两个纵向端部，并与所述管程流道密封连接；

其中，所述壳程壳体(2)上设有膨胀节(11)。

2.根据权利要求1所述的单管程固定管板板壳式折流板换热器，其特征在于，所述壳程壳体(2)与所述一对固定管板(4)连接，所述壳程壳体(2)与所述板束组件(3)形成的封闭空间为壳程空间，所述壳程空间内的壳程流体经所述折流板(8)以“Z”字形折返通过所述壳程流道。

3.根据权利要求1所述的单管程固定管板板壳式折流板换热器，其特征在于，所述管箱(1)通过垫片和紧固件与所述固定管板(4)密封连接，所述管箱(1)与所述板管组(10)形成的封闭空间为管程空间。

4.根据权利要求1所述的单管程固定管板板壳式折流板换热器，其特征在于，所述板管由两个板片焊接形成，所述板片上设有包括凸部和凹部的纵横直通波纹。

5.根据权利要求4所述的单管程固定管板板壳式折流板换热器，其特征在于，所述两个板片以凸部与凸部对齐、凹部与凹部对齐的方式焊接在一起。

6.根据权利要求4所述的单管程固定管板板壳式折流板换热器，其特征在于，所述板片的纵横直通波纹与板片直边之间形成夹角，所述夹角的范围为1°-89°。

7.根据权利要求1所述的单管程固定管板板壳式折流板换热器，其特征在于，所述隔流条(6)沿横向设置于所述壳程流道内，所述扰流条(16)沿纵向设置于所述管程流道内，所述扰流条(16)为螺旋杆形或蛇形。

8.根据权利要求1所述的单管程固定管板板壳式折流板换热器，其特征在于，所述板束组件(3)还包括拉筋(7)，所述拉筋(7)沿纵向间隔设置于所述板管组(10)的两侧，与所述压紧板(5)连接在一起。

9.根据权利要求1所述的单管程固定管板板壳式折流板换热器，其特征在于，所述单管程固定管板板壳式折流板换热器为卧式换热器或立式换热器。

10.根据权利要求1所述的单管程固定管板板壳式折流板换热器，其特征在于，所述单管程固定管板板壳式折流板换热器为立式换热器，且所述壳程壳体(2)上设有排气口和排液口。