CN208887426U - 多股流绕管式换热器的管程进出口连接管结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多股流绕管式换热器的管程进出口连接管结构，多股流绕管分别缠绕在壳体内中心筒外部的同心圆层中，形成分层分区域排布，多股流绕管的流体进、出管子分别经过壳体内部的上下引管区域与各自的管板连接，多股流绕管的流体进、出管子分别在各自的管板上以同心圆方式分区域布置，管板上布置多股流的管程流体接管，多股流的管程流体接管为套叠式结构，其横截面的管壁呈现同心圆结构，各股管程流体的管子连接在管板上圆形接管或圆环形接管区域内，与各自的进、出口接管连通。这种管程进出连接管套叠式的排布结构，使得管子在管板上的排布很充分，有效利用管板面积，并且在引管区域，管子的空间走向不会发生冲突，管子走向有序。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多股流绕管式换热器，尤其涉及一种多股流绕管式换热器的进出口连接管结构。
背景技术
绕管式换热器又称为缠绕管式换热器，换热管围绕中心筒呈螺旋盘管状绕制,可以多层缠绕，每一层可以多根管子并联缠绕；在壳体内的换热管长度可以很长,换热管的数量可以很多，因而适用于流体进出口温差大、流量大的换热场合。多股流绕管式换热器是指管程可以有几种流体流动并参与换热，适用于石油、天然气、化工等领域多流体之间的热交换场合。对于多股流绕管式换热器，由于参与换热的管程流体多，管程的接口管(进出口连接管)也较多，合理进行接连管位置的安排显得非常重要。如果连接管安排不合理，可能导致管子引管困难等工艺问题，或者导致管板尺寸偏大等增加制作成本的问题。图1、图2显示了一种管程2股流的绕管式换热器管束排布及常规连接管布置图，2股管程流体与1股壳程流体换热。在后面叙述中，2股管程流体分别命名为A流体和B流体。图1中显示，A流体管束缠绕在内三层(1～3层)，B流体管束缠绕在外3层(4～6层)。连接管包含接管和接口。图1、图2显示了流体A出口连接管(接管2和接口1)和流体B出口连接管(接管14和接口13)的位置和形状(进口接管雷同)，这是常规连接管的排布形式。管束中的管子要从管板中的管孔穿出，即穿管。由图1可见，在引管区域16(将管束中的管子引向管板)，部分流体A管子4和流体B管子15的走向在空间有交叉，这样会造成管子的位置冲突，使得引管过程困难，影响工作效率，严重时会造成无法引管；此外，图2显示管板上管子排布区域面积占比很少，浪费了管板面积。因此，合理设计多股流绕管式换热器进出口连接管形式十分重要。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种多股流绕管式换热器的管程进出口连接管结构，是针对多种管程流体的管路分层分区域排布的绕管式换热器所设计的一种套叠式的接管结构，可以方便引管、还可使得管子在管板上的排布充分。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种多股流绕管式换热器的管程进出口连接管结构，包括接管、接口、多股流绕管、管板，所述多股流绕管分别缠绕在壳体内中心筒外部的同心圆层中，形成分层分区域排布，多股流绕管的流体进、出管子分别经过壳体内部的上下引管区域与各自的管板连接，多股流绕管的流体进、出管子分别在各自的管板上以同心圆方式分区域布置，管板上布置多股流的管程流体接管，多股流的管程流体接管为套叠式结构，即对应多股流的多个流体接管以同轴套叠方式布置，其横截面的管壁呈现同心圆结构，即最内部接管的横截面为圆形、其它套叠的接管的横截面均为圆环形，各股管程流体的管子连接在管板上圆形接管或圆环形接管区域内，与各自的进、出口接管连通。
进一步，同轴套叠连接的多个管程流体接管中的中心流体接管的轴向长度大于其它流体接管轴向长度，由里向外的套叠接管的轴向长度依次减小，以便接口的布置，中心流体接管的接口在轴线方向，其它流体接管的接口在轴线垂直方向，并沿轴线方向依次上下错开布置。
进一步，当多股流为两股管程流时，两个管程流体接管的套叠式结构中的流体A接管的管壁横截面为圆截面A，圆截面A内部排布流体A管子，流体B接管的区域由圆截面A和套叠在其外部的圆截面B之间的环形区域构成，流体B接管的区域内排布流体B管子。
进一步，当多股流为三股管程流时，三个流体接管的套叠式结构中的流体A接管的管壁横截面为圆截面A，圆截面A内部排布流体A管子；流体B接管的区域由圆截面A和套叠在其外部的圆截面B之间的环形区域构成，流体B接管的环形区域内排布流体B管子；流体C接管的区域由圆截面B和套叠在其外部的圆截面C之间的环形区域构成，流体C接管的环形区域内排布流体C管子。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型的多股流绕管式换热器的管程进出口连接管结构，是一种各管程接管以同心圆方式排布的套叠式的接管结构，主要适用于绕管式换热器多股管程流体的管子分层分区域排布的情形，在管板上各种流体的管子也以同心圆的方式排布。这种结构的优点是：各流体管子在从管束连接至管板的过程中(引管过程)，不会像传统接管方式那样引起空间走向的冲突，而且管子在管板上的布置很充分，意味着同样的管子数量需要的管板面积更小，节省材料。
附图说明
图1是多股流绕管式换热器结构及常规管程进出连接管示意图；
图2是图1中的A-A截面图；
图3是本实用新型的多股流绕管式换热器管程进出连接管示意图；
图4是图3中的B-B截面放大图；
图5是本实用新型的管程三股流绕管式换热器管程出口连接管示意图；
图6是图5中的C-C截面放大图；
图中：1.流体A出口接口，2.流体A出口接管，3.管板，4.流体A管子，5.壳程流体进口接管，6.流体B管束(4～6层)，7.流体A管束(1～3层)，8.中心筒，9.壳体，10.壳程流体出口接管，11.流体A进口接管，12.流体A进口接口，13.流体B出口接口，14.流体B出口接管，15.流体B管子，16.引管区域，17.流体B进口接管，18.流体B进口接口，19.流体C出口接口，20.流体C出口接管，21.流体C管子，22.圆截面A，23.圆截面B，24.圆截面C。
具体实施方式
下面分别以管程流体为2股和3股流体为例进行说明，多于3股的管程流体可以据此类推。
多股流绕管式换热器是指管程有多种流体。多种管程流体的管子在缠绕管束中的分布有各种形式，本实用新型所针对的分布形式是：多种管程流体管子分层、分区域排布；例如：第1种流体管路占据缠绕管束的第1～N1层、第2种流体管路占据缠绕管束的第(N1+1)～N2层、……、第M种流体管路占据缠绕管束的第(NX+1)～NM层；第1～N1层称为区域1、第(N1+1)～N2层称为区域2、……、第(NX+1)～NM层管子称为区域M。例如图1所示的流体A在1～3层，称为区域1；流体B在4～6层，称为区域2。
本实用新型的整体思路是设计一种多股流绕管式换热器管程的套叠式进出口连接管，以管程2股流体为例的进出口连接管形式如图3、图4所示，以管程3股流体为例的进出口连接管形式如图5、图6所示，多于3股管程流体的进出口连接管形式可以类推。
如图3、图4所示，一种多股流绕管式换热器的管程进出口连接管结构，对于管程2股流体，它包括：流体A出口连接管(包括流体A出口接管2和流体A出口接口1)、流体B出口连接管(包括流体B出口接管14和流体B出口接口13)、流体A进口连接管(包括流体A进口接管11和流体A进口接口12)、流体B进口连接管(包括流体B进口接管17和流体B进口接口18)、管板3、流体A管子4、流体B管子15。这种进出口连接管结构，是针对多种管程流体的管子分层分区域排布的绕管式换热器而设计的，这种绕管式换热器所包含的其它部件还有：壳程流体进口接管5，流体B管束(4～6层)6，流体A管束(1～3层)7，中心筒8，壳体9，壳程流体出口接管10，引管区域16。对于管程3股流体，还包括：流体C出口连接管(包括流体C出口接管20和流体C出口接口19，进口连接管雷同)，流体C管子21，相应也会包括流体C管子的分层区域。
管程2股流的绕管式换热器进出口连接管的结构，在壳体9的内部，流体A管子4缠绕在中心筒8的1～3层，构成流体A管束7，流体B管子13缠绕在中心筒8的4～6层，构成流体B管束6，这种管束排布形式称为分层分区域排布。基于这种管束分层分区域排布方式，管束的引出管在管板3上的排布以同心圆方式分区域布置，流体接管在管板3上的布置也以同心圆方式布置，形成2个连接管的套叠式结构：以出口连接管描述，图4中显示的圆截面A22的内部排布流体A管子4、该区域是流体A出口接管2的区域，圆截面A22和圆截面B23之间的环形区域构成流体B出口接管14的区域，该区域排布流体B管子15。接口是连接管与外部管路对接的部分，为与外部管路对接方便，设计流体A接管稍长，接口在接管的轴线方向；设计流体B接管稍短，接口在接管轴线的垂直方向；流体A出口接管2和流体A出口接口1构成流体A的出口连接管结构，流体B出口接管14和流体B出口接口13构成流体B的出口连接管结构。流体A进口连接管和流体B进口连接管结构形式与上述关于出口连接管的描述相同。
管程3股流的绕管式换热器出口连接管的结构如图5、图6所示(进口连接管相同)，3股管程流体的接管以套叠式结构排布，在以上描述的2股管程流体的连接管结构的基础上，圆截面B23和圆截面C24之间的环形区域构成流体C出口接管20的区域，该区域排布流体C管子21；设计流体C出口接管比流体B接管再稍短，流体C出口接口19在接管轴线的垂直方向；流体C出口接管20和流体C出口接口19构成流体C的出口连接管结构。
流体接管的套叠式结构特征是：接管在管板上以同心圆的方式布置；由里向外的接管同心圆截面分别命名为圆截面A、圆截面B、圆截面C……，则在管板上圆截面A内部布置管程流体A管子，在管板上圆截面A和圆截面B之间的环形区域布置管程流体B管子，在管板上圆截面B和圆截面C之间的环形区域布置管程流体C管子……；圆截面A及其内部构成流体A接管，圆截面A和圆截面B之间的环形区域形成流体B接管，圆截面B和圆截面C之间的环形区域形成流体C接管……。为方便接口的布置，流体A接管轴向长度相对其它接管最长，接口方向在轴线方向；流体B接管轴向长度相对A流体接管略短，流体B接口方向在轴线垂直方向；流体C接管轴向长度相对流体B接管略短，流体C接口方向在轴线垂直方向；……，以此类推。这种管程进出连接管套叠式的排布结构，可以使得管子在管板上的排布很充分，有效利用管板面积，并且在引管区域，管子的空间走向不会发生冲突，管子走向有序。
Claims (4)
1.一种多股流绕管式换热器的管程进出口连接管结构，包括多股流绕管、管板，所述多股流绕管分别缠绕在壳体内中心筒外部的同心圆层中，形成分层分区域排布，其特征在于：多股流绕管的流体进、出管子分别经过壳体内部的上下引管区域与各自的管板连接，多股流绕管的流体进、出管子分别在各自的管板上以同心圆方式分区域布置，管板上布置多股流的管程流体接管，多股流的管程流体接管为套叠式结构，即对应多股流的多个管程流体接管以同轴套叠方式布置，其横截面的管壁呈现同心圆结构，各股管程流体的管子连接在管板上圆形接管区域或圆环形接管区域内，与各自的进、出口接管连通。
2.根据权利要求1所述的多股流绕管式换热器的管程进出口连接管结构，其特征在于：同轴套叠连接的多个管程流体接管中的中心流体接管的轴向长度大于其它流体接管轴向长度，由里向外的套叠接管的轴向长度依次减小，中心流体接管的接口在轴线方向，其它流体接管的接口在轴线垂直方向，并沿轴线方向依次上下错开布置。
3.根据权利要求1所述的多股流绕管式换热器的管程进出口连接管结构，其特征在于：当多股流为两股管程流时，两个管程流体接管的套叠式结构中的流体A接管的管壁横截面为圆截面A，圆截面A内部排布流体A管子，流体B接管的区域由圆截面A和套叠在其外部的圆截面B之间的环形区域构成，流体B接管的区域内排布流体B管子。
4.根据权利要求1所述的多股流绕管式换热器的管程进出口连接管结构，其特征在于：当多股流为三股程流时，三个流体接管的套叠式结构中的流体A接管的管壁横截面为圆截面A，圆截面A内部排布流体A管子；流体B接管的区域由圆截面A和套叠在其外部的圆截面B之间的环形区域构成，流体B接管的环形区域内排布流体B管子；流体C接管的区域由圆截面B和套叠在其外部的圆截面C之间的环形区域构成，流体C接管的环形区域内排布流体C管子。
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Cited By (2)
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