CN209166189U - 一种倾斜折流挡板管壳式换热器 - Google Patents

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申加旭
耿向瑾
崔海波
杨倩琳
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本申请提供一种倾斜折流挡板管壳式换热器,包括壳体、设置于所述壳体两端的管箱、设置于所述壳体内部的倾斜折流挡板和穿过所述倾斜折流挡板的换热管,各个所述倾斜折流挡板均朝向冷流体来流方向倾斜,所述倾斜折流挡板按缺口处朝向壳体顶部和底部交错布置,使得所述壳体内部形成迂回流动通道。与现有技术相比,本申请提供的管壳式换热器采用倾斜折流挡板,使得壳体内部高压力区域减少,壳程流体的流动更为合理,壳程流体的压力分布逐渐均匀,从而使得壳程流体进出口压力损失降低,即压降减小,从而提高换热效率。进一步地,本申请提供的管壳式换热器结构简单,使用过程中维护成本较低,经济性强。

Description

一种倾斜折流挡板管壳式换热器
技术领域
本申请涉及换热设备技术领域,具体涉及一种倾斜折流挡板管壳式换热器。
背景技术
换热器是以一定的传热方式将某种流体的热量传递给其他流体的设备。换热器在石油、化工、电力、冶金、海水淡化和能源动力等工业中应用极为普遍,例如,锅炉设备的过热器、省煤器和空气预热器,电厂热力系统中的凝汽器、除氧器和给水加热器等。
在各类换热器中,管壳式换热器占主要地位,约占各类换热器总量的70%。对于管壳式换热器,按壳程流体的流动方向可分为横向流、纵向流和螺旋流管壳式换热器,而不同的壳程流动形态,换热器的性能呈现出较大差异。对于横向流管壳式换热器,现有技术提供一种节段折流板管壳式换热器,在一定的折流板间距下,折流板的数量增加,壳程流体的湍流程度增加,壳程流体的出口温度提高,换热器能够达到较高的传热效率。
但是,发明人在本申请的研究过程中发现,现有节段折流板管壳式换热器的折流板间距难以确定,而在折流板间距设计不准的情况下,利用该换热器进行换热处理时容易出现壳程流体压降较大的问题,壳程流体压降较大,容易导致换热器的换热效率降低。
实用新型内容
本申请提供一种倾斜折流挡板管壳式换热器,以解决现有节段折流板管壳式换热器在使用过程中,由于壳程流体压降较大而导致的换热效率低的问题。
本申请提供一种倾斜折流挡板管壳式换热器,包括:壳体、设置于所述壳体两端的管箱、设置于所述壳体内部的倾斜折流挡板和穿过所述倾斜折流挡板的换热管;
所述管箱包括左侧管箱和右侧管箱,所述左侧管箱外壁中部设置有热流体进口接管,所述右侧管箱外壁中部设置有热流体出口接管;所述左侧管箱与所述壳体的连接处设置有左侧管板,所述右侧管箱与所述壳体的连接处设置有右侧管板,所述左侧管板和所述右侧管板均与所述壳体的中心线相垂直,所述换热管水平设置于所述左侧管板和所述右侧管板之间,并与所述管箱连通,使得待冷却热流体沿所述换热管流出所述壳体;
所述壳体底部靠近所述热流体出口接管的位置设置有冷流体进口接管,所述壳体顶部靠近所述热流体进口接管的位置设置有冷流体出口接管,所述壳体内部的冷流体从所述冷流体进口接管流入,从所述冷流体出口接管流出;
所述倾斜折流挡板为缺口圆板结构,所述倾斜折流挡板除缺口处以外的边缘与所述壳体内壁相贴合,使得所述壳体内部的冷流体从所述倾斜折流挡板的缺口处向所述冷流体出口接管的方向流动;各个所述倾斜折流挡板均朝向冷流体来流方向倾斜,将靠近所述右侧管板边缘的倾斜折流挡板作为第一倾斜折流挡板,所述第一倾斜折流挡板的缺口处朝向所述壳体底部,所述倾斜折流挡板按缺口处朝向壳体顶部和底部交错布置,使得所述壳体内部形成迂回流动通道。
可选的,将所述第一倾斜折流挡板的缺口处延伸至所述壳体底部时,接触点与所述右侧管板的距离大于所述冷流体进口接管与所述右侧管板的距离。
可选的,所述管箱、所述壳体、所述热流体进口接管和所述热流体出口接管之间焊接为一体结构,所述管箱、所述壳体、所述热流体进口接管和所述热流体出口接管均为不锈钢材质。
可选的,各个所述倾斜折流挡板的倾斜角度相同,所述倾斜折流挡板与所述右侧管板所在平面的夹角为5°~45°。
可选的,所述倾斜折流挡板的面积占圆板面积的三分之二,使得所述倾斜折流挡板形成优弧弓结构,所述倾斜折流挡板的材质为不锈钢。
可选的,所述倾斜折流挡板管壳式换热器为卧式换热器。
由以上技术方案可知,本申请提供一种倾斜折流挡板管壳式换热器,包括壳体、设置于所述壳体两端的管箱、设置于所述壳体内部的倾斜折流挡板和穿过所述倾斜折流挡板的换热管,各个所述倾斜折流挡板均朝向冷流体来流方向倾斜,所述倾斜折流挡板按缺口处朝向壳体顶部和底部交错布置,使得所述壳体内部形成迂回流动通道。与现有技术相比,本申请提供的管壳式换热器采用倾斜折流挡板,使得壳体内部高压力区域减少,壳程流体的流动更为合理,壳程流体的压力分布逐渐均匀,从而使得壳程流体进出口压力损失降低,即压降减小,从而提高换热效率。进一步地,本申请提供的管壳式换热器结构简单,使用过程中维护成本较低,经济性强。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,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为本申请实施例提供的一种倾斜折流挡板管壳式换热器的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种倾斜折流挡板管壳式换热器中,倾斜折流挡板的结构示意图。
图示说明:1-管箱,101-左侧管箱,102-右侧管箱,2-壳体,3-换热管,401-冷流体进口接管,402-冷流体出口接管,403-热流体进口接管,404-热流体出口接管,501-左侧管板,502-右侧管板,6-倾斜折流挡板,601-第一倾斜折流挡板。
具体实施方式
以下对本申请进行详细说明。
参照图1所示的结构示意图,本申请提供一种倾斜折流挡板管壳式换热器,包括:壳体2、设置于所述壳体2两端的管箱1、设置于所述壳体2内部的倾斜折流挡板6和穿过所述倾斜折流挡板6的换热管3。
所述管箱1包括左侧管箱101和右侧管箱102,所述左侧管箱101外壁中部设置有热流体进口接管403,所述右侧管箱102外壁中部设置有热流体出口接管404;所述左侧管箱101与所述壳体2的连接处设置有左侧管板501,所述右侧管箱102与所述壳体2的连接处设置有右侧管板502,所述左侧管板501和所述右侧管板502均与所述壳体2的中心线相垂直,所述换热管3水平设置于所述左侧管板501和所述右侧管板502之间,并与所述管箱1连通,使得待冷却热流体沿所述换热管3流出所述壳体2。
本申请实施例中,热流体从热流体进口接管403流入左侧管箱101,由于左侧管箱101与换热管3连通,使得左侧管箱101内部的热流体从换热管3流动至右侧管箱102,然后从热流体出口接管404流出管壳式换热器。
所述壳体2底部靠近所述热流体出口接管404的位置设置有冷流体进口接管401,所述壳体2顶部靠近所述热流体进口接管403的位置设置有冷流体出口接管402,所述壳体2内部的冷流体从所述冷流体进口接管401流入,从所述冷流体出口接管402流出。
本申请实施例中,壳体2内部的冷流体即为壳程流体,壳程流体用于冷却换热管3中流过的热流体。壳程流体从壳体2底端向顶端流动,且流动方向与换热管3内部热流体的流动方向相反,这样可以增加传热面积,从而提高传热效率。
参照图2所示的结构示意图,所述倾斜折流挡板6为缺口圆板结构,所述倾斜折流挡板6除缺口处以外的边缘与所述壳体2内壁相贴合,使得所述壳体2内部的冷流体从所述倾斜折流挡板6的缺口处向所述冷流体出口接管402的方向流动;各个所述倾斜折流挡板6均朝向冷流体来流方向倾斜,将靠近所述右侧管板502边缘的倾斜折流挡板作为第一倾斜折流挡板601,所述第一倾斜折流挡板601的缺口处朝向所述壳体2底部,所述倾斜折流挡板6按缺口处朝向壳体2顶部和底部交错布置,使得所述壳体2内部形成迂回流动通道。
本申请实施例中,第一倾斜折流挡板601向冷流体来流方向倾斜,且缺口处朝向所述壳体2底部,能够把冷流体顺所述第一倾斜折流挡板601向下导流,避免第一倾斜折流挡板601顶端与右侧管板502顶端之间的冷流体滞留,从而造成压降升高的问题。壳体2内部的迂回流动通道使得冷流体在壳体2内部的行程增大,加强传热效果。
可选的,将所述第一倾斜折流挡板601的缺口处延伸至所述壳体2底部时,接触点与所述右侧管板502的距离大于所述冷流体进口接管401与所述右侧管板502的距离。
本申请实施例中,接触点与所述右侧管板502的距离大于所述冷流体进口接管401与所述右侧管板502的距离,即接触点落在冷流体进口接管401的左侧。由于冷流体从壳体2底端的冷流体进口接管401流入壳体2,由于惯性的作用,冷流体在进入壳体2之后向壳体2顶端方向流动,若接触点落在冷流体进口接管401的右侧,则冷流体容易直接进入第一倾斜折流挡板601的左侧,则第一倾斜折流挡板601难以发挥将冷流体向下倒流的作用,因此,接触点落在冷流体进口接管401的左侧。
本申请实施例中,壳体2内部设置有多个倾斜折流挡板6,倾斜折流挡板6的数量根据换热器尺寸和额定负荷具体设定。
可选的,所述管箱1、所述壳体2、所述热流体进口接管403和所述热流体出口接管404之间焊接为一体结构,所述管箱1、所述壳体2、所述热流体进口接管403和所述热流体出口接管404均为不锈钢材质。
可选的,各个所述倾斜折流挡板6的倾斜角度相同,所述倾斜折流挡板6与所述右侧管板502所在平面的夹角为5°~45°。
本申请实施例中,倾斜折流挡板6的倾斜角度关系到温升率、压降率以及总传热率等,其中,温升率是指进出口冷流体温差值与进口冷流体温度的比值,压降率是指换热器冷流体进出口压力差值与进口压力值的比值。倾斜折流挡板6的倾斜角度根据换热器额定负荷下不同的冷流体进流速度具体设定,倾斜角度范围为5°~45°,若倾斜角度小于5°,容易导致壳体2内部存在滞留区,使得压降增大;若倾斜角度大于45°,冷流体在壳体2内部的流动路线趋于平缓,导致倾斜折流挡板6对于减小压降的作用减弱。
可选的,所述倾斜折流挡板6的面积占圆板面积的三分之二,使得所述倾斜折流挡板6形成优弧弓结构,所述倾斜折流挡板6的材质为不锈钢。
本申请实施例中,倾斜折流挡板6由拉杆组件按照同一倾斜方向平行均布固定,拉杆组件包括固定连接于左侧管板501和右侧管板502上的连接部,以及插接穿过倾斜折流挡板6边缘的插接部,插接部为板状结构。
可选的,所述倾斜折流挡板管壳式换热器为卧式换热器。
由以上技术方案可知,本申请提供一种倾斜折流挡板管壳式换热器,包括壳体2、设置于所述壳体2两端的管箱1、设置于所述壳体2内部的倾斜折流挡板6和穿过所述倾斜折流挡板6的换热管3,各个所述倾斜折流挡板6均朝向冷流体来流方向倾斜,所述倾斜折流挡板6按缺口处朝向壳体2顶部和底部交错布置,使得所述壳体2内部形成迂回流动通道。与现有节段折流板管壳式换热器相比,本申请提供的管壳式换热器采用倾斜折流挡板,使得壳体内部高压力区域减少,壳程流体的流动更为合理,壳程流体的压力分布逐渐均匀,从而使得壳程流体进出口压力损失降低,即压降减小,从而提高换热效率。另外,与螺旋折流板管壳式换热器相比,本申请提供的管壳式换热器结构简单,使用过程中维护成本较低,经济性强。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明,不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解,在不偏离本申请精神和范围的情况下,可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进,这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种倾斜折流挡板管壳式换热器,其特征在于,包括:壳体(2)、设置于所述壳体(2)两端的管箱(1)、设置于所述壳体(2)内部的倾斜折流挡板(6)和穿过所述倾斜折流挡板(6)的换热管(3);
所述管箱(1)包括左侧管箱(101)和右侧管箱(102),所述左侧管箱(101)外壁中部设置有热流体进口接管(403),所述右侧管箱(102)外壁中部设置有热流体出口接管(404);所述左侧管箱(101)与所述壳体(2)的连接处设置有左侧管板(501),所述右侧管箱(102)与所述壳体(2)的连接处设置有右侧管板(502),所述左侧管板(501)和所述右侧管板(502)均与所述壳体(2)的中心线相垂直,所述换热管(3)水平设置于所述左侧管板(501)和所述右侧管板(502)之间,并与所述管箱(1)连通,使得待冷却热流体沿所述换热管(3)流出所述壳体(2);
所述壳体(2)底部靠近所述热流体出口接管(404)的位置设置有冷流体进口接管(401),所述壳体(2)顶部靠近所述热流体进口接管(403)的位置设置有冷流体出口接管(402),所述壳体(2)内部的冷流体从所述冷流体进口接管(401)流入,从所述冷流体出口接管(402)流出;
所述倾斜折流挡板(6)为缺口圆板结构,所述倾斜折流挡板(6)除缺口处以外的边缘与所述壳体(2)内壁相贴合,使得所述壳体(2)内部的冷流体从所述倾斜折流挡板(6)的缺口处向所述冷流体出口接管(402)的方向流动;各个所述倾斜折流挡板(6)均朝向冷流体来流方向倾斜,将靠近所述右侧管板(502)边缘的倾斜折流挡板作为第一倾斜折流挡板(601),所述第一倾斜折流挡板(601)的缺口处朝向所述壳体(2)底部,所述倾斜折流挡板(6)按缺口处朝向壳体(2)顶部和底部交错布置,使得所述壳体(2)内部形成迂回流动通道。
2.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,将所述第一倾斜折流挡板(601)的缺口处延伸至所述壳体(2)底部时,接触点与所述右侧管板(502)的距离大于所述冷流体进口接管(401)与所述右侧管板(502)的距离。
3.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述管箱(1)、所述壳体(2)、所述热流体进口接管(403)和所述热流体出口接管(404)之间焊接为一体结构,所述管箱(1)、所述壳体(2)、所述热流体进口接管(403)和所述热流体出口接管(404)均为不锈钢材质。
4.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,各个所述倾斜折流挡板(6)的倾斜角度相同,所述倾斜折流挡板(6)与所述右侧管板(502)所在平面的夹角为5°~45°。
5.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述倾斜折流挡板(6)的面积占圆板面积的三分之二,使得所述倾斜折流挡板(6)形成优弧弓结构,所述倾斜折流挡板(6)的材质为不锈钢。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的换热器,其特征在于,所述倾斜折流挡板管壳式换热器为卧式换热器。
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