CN209181585U - 管壳式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的管壳式换热器，包括壳体、壳体通过管板固定有换热管束、壳体端部安装有封头，在封头与管板之间安装有分集器用于配置多条并联的支路管程，所述换热管束内的换热管分为多组，且多组换热管交替层叠排布，每一组对应一条支路管程；分集器设置多个相互隔离的分液槽，每组换热管插接连通于对应的一个分液槽；所述封头上设置多个接口分别连通对应的分液槽。本实用新型的管壳式换热器通过设置分集器和合理排布换热管，实现制冷剂均匀分配至各换热管中，换热时换热场分布均匀，提高换热器的换热效率。

Description

管壳式换热器

技术领域

本实用新型涉及换热器领域，特别涉及一种管壳式换热器。

背景技术

管壳式换热器又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构简单、造价低、流通截面较宽、易于清洗水垢；但传热系数低、占地面积大。可用各种结构材料(主要是金属材料)制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。

使用传统上的管壳式换热器时，由于制冷剂进入管束时没有分配装置，所以会形成管束内的制冷剂分液不均，造成换热器换热效率低下，机组性能不佳等不良影响；此外，传统上的管壳式换热器管束排列方案通常为区块型排布，以两系统为例，通常两个系统与左右两块换热管束分别连接，下进上出，在部分负荷工况下，需要关闭一侧区块，如此，就造成无效换热面积和两侧间大温度梯度，温度场分布不均匀，降低了有效区域的传热温度，导致换热器能力利用不充分，影响换热效率。

实用新型内容

本实用新型为解决上述问题，提供一种管壳式换热器，换热时实现换热温度场分布均匀，提高换热器的利用率。

本实用新型提供一种管壳式换热器，包括壳体、壳体通过管板固定有换热管束、壳体端部安装有封头，在封头与管板之间安装有分集器用于配置多条并联的支路管程，所述换热管束内的换热管分为多组，且多组换热管交替层叠排布，每一组对应一条支路管程；

分集器设置多个相互隔离的分液槽，每组换热管插接连通于对应的一个分液槽；所述封头上设置多个接口分别连通对应的分液槽。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

在其中一个实施例中，分集器朝向封头的一侧设置多个分液孔，各分液孔分别连通对应的分液槽，所述封头上的各接口通过对应的分液孔连通对应的分液槽。

在其中一个实施例中，所述分液槽包括分布区以及与所述分布区连通的多条支槽，分液孔的位置处在分布区，连通在同一分液槽的换热管逐行布置，每行换热管插接连通至对应的一条支槽。

在其中一个实施例中，所述换热管束内的换热管分为两组，同组内的换热管逐行布置；不同组之间的换热管各行间隔布置；两组换热管同侧端头所对应的分液槽中，不同分液槽中的支槽相互穿插布置。

在其中一个实施例中，所述换热管束沿管程流向依次包括流入管束和流出管束，且流入管束和流出管束并排布置。

在其中一个实施例中，所述分集器上的分液槽包括流入分液槽和流出分液槽，流入分液槽和流出分液槽各为两个；

流入管束中的两组换热管分别插接连通在对应的一个流入分液槽中；

流出管束中的两组换热管分别插接连通在对应的一个流出分液槽中。

在其中一个实施例中，所述分集器朝向封头一侧设有四个分液孔，其中两个分液孔与对应的流入分液槽一一对应连通，另外两个分液孔与对应的流出分液槽一一对应连通。

在其中一个实施例中，所述封头包括分别位于筒体两端的第一封头和第二封头；

所述分集器包括与第一封头配合的第一分集器，以及与第二封头配合的第二分集器；

其中所有接口都设置在第一封头，所述第二封头上设有用于连通流入管束和流出管束的转流腔；

所述转流腔为两个，第二分集器上的四个分液孔中按照流向两两对应其中一个转流腔。

在其中一个实施例中，所有接口包括两个进液口和两个出液口。

在其中一个实施例中，其特征在于，所述两个进液口与流入向的两个分液孔相连通，两个出液口与流出向的两个分液孔相连通。

本实用新型的管壳式换热器，通过设置分集器，并利用分集器的独特结构和合理排布换热管，实现均匀分配制冷剂，换热时换热温度场分布均匀，提高换热效率。

附图说明

图1为管壳式换热器结构示意图；

图2为管壳式换热器爆炸图；

图3为管壳式换热器中第一分集器示图；

图4为图3第一分集器的不同角度图；

图5为管壳式换热器中第二分集器示图；

图6为图5第二分集器的不同角度图；

图7为管壳式换热器中第二封头示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的实施例仅用以理解本实用新型，并不限定本实用新型。

参考图1-图7，本实施例中的管壳式换热器，包括壳体、壳体通过管板固定有换热管束、壳体端部安装有封头，在封头与管板之间安装有分集器用于配置多条并联的支路管程，所述换热管束内的换热管分为多组，且多组换热管交替层叠排布，每一组对应一条支路管程；

分集器设置多个相互隔离的分液槽，每组换热管插接连通于对应的一个分液槽；所述封头上设置多个接口分别连通对应的分液槽。

具体的，在本实施例中，位于封头与管板之间的分集器通过配置多条并联的支路管程，实现管壳式换热器的多系统换热，可根据工况的不同，选择换热器单系统工作或多系统工作，由于多组换热管交替层叠排布，当换热器单系统工作时，换热管独特排布方式会使换热场分布均匀，提高换热器的利用率；此外，分集器上设有多个相互隔离的分液槽，换热器可利用各个分液槽均匀分配制冷剂，进一步优化换热器的换热，提高换热效率。

如图2、图3和图4所示，管壳式换热器的分集器分为第一分集器2和第二分集器6，具体结构如图所示，这里以第一分集器2为例进行介绍，第一分集器在朝向封头1的一侧设有四个分液孔，四个分液孔分别为分液孔211、分液孔221、分液孔212和分液孔222，在第一分集器2朝向管板3的一侧设有分液槽231、分液槽241、分液槽232和分液槽242，其中分液孔211与分液槽231对应相连通，分液孔221与分液槽241对应相连通，分液孔212与分液槽232对应相连通，分液孔222与分液槽242对应相连通，各个分液孔和对应分液槽的连通实现了制冷剂顺利流入各个分液槽中，为制冷剂的均匀分配做准备。

参考图5和图6，同理，第二分集器6的分液孔和分液槽的连通方式与第一分集器2相同，即分液孔611与分液槽631对应相连通，分液孔621与分液槽641对应相连通，分液孔612与分液槽632对应相连通，分液孔622与分液槽642对应相连通，且相互之间互不干扰。

具体的，如图3和图4所示，各个分液槽是由分布区和多条支槽所组成的，多条支槽共同汇聚于分布区，值得说明的是，不同分液槽的各分液支槽相互穿插布置呈交指型，各个分液孔布置在相应分液槽的分布区位置处，并与分布区相连通，当制冷剂流过分液孔流入分液槽时，制冷剂会通过分布区均匀分配至各个支槽，完成制冷剂均匀分配的第一步。

参考图2，管壳式换热器的筒体4内设有换热管束8，换热管束8固定在管板3和管板5之间，换热管束8包括流入管束和流出管束，且流入管束和流出管束并排布置，流入管束和流出管束中的换热管均分为两组，两组换热管逐行交替层叠排布，在流入管束和流出管束中，同组换热管插接至对应的一个分液槽中，且每行换热管插接在同一支槽当中。

如图4所示，分集器上的分液槽包括流入分液槽和流出分液槽，以第一分集器2为例，流入分液槽为分液槽231和分液槽241，流出分液槽为分液槽232和分液槽242，且流入管束对应流入分液槽，流入管束中两组换热管分别插接在分液槽231和分液槽241中，流出管束对应流出分液槽，流出管束中两组换热管分别插接在分液槽232和分液槽242中，换热管和分液槽中各个支槽相配合，实现制冷剂均匀分配至各个换热管中，值得说明的是，为了制冷剂能够均匀且顺利流入换热管中，各换热管插接在各支槽上不宜过深。

参考图1和图2，本实施例中的管壳式换热器的封头包括第一封头1和第二封头7，第一封头1与第一分集器2相配合，第二封头7与第二分集器6相配合，其中制冷剂的进液口11、进液口12和制冷剂的出液口21、出液口22均处在第一封头1上，其中进液口11与流入向的分液孔211对应连通，进液口12与流入向的分液孔221对应连通，出液口21与流出向的分液孔212对应连通，出液口22与流出向的分液孔222对应连通。

如图7所示，在第二封头7上设有用于连通流入管束和流出管束的转流腔，分别为转流腔71和转流腔72，按照流向，分液孔211和分液孔212与转流腔71相对应，分液孔221和分液孔222与转流腔72相对应，制冷剂在各个转流腔可中实现流入向流出的转向。

参考图2，在第一封头1与分集器2之间设有密封片31，分集器2与管板3之间设有密封片32，管板5与分集器6之间设有密封片33，分集器6与第二封头7设有密封片34，各个密封片均用于密封制冷剂，防止因制冷剂的泄露影响换热器的质量和换热效率，且在各个密封片上都设有通孔，方便制冷剂的流入和流出，利于换热器进行换热。

本实施例中的管壳式换热器，封头、分集器、管板以及其中的密封片均通过螺栓进行固定连接。

综上所述，总结如下：

在本实施例中，管壳式换热器中的第一封头1上设有进液口11，进液口11通过分集器2上的分液孔211与分液槽231相连通，分液槽231与流入管束中的一组换热管对应相通，此组换热管同时插接于分液槽631中，分液槽631的另一端与分液孔611连通，在分集器6的一侧设有第二封头7，在第二封头7中有转流腔71，分液孔611和分液孔612通过转流腔71相连通，分液孔612的另一侧与分液槽632相连通，分液槽632与流出管束中的一组换热管对应相通，此组换热管插接于分液槽232中，分液槽232与分液孔212相连通，分液孔212又与第一封头1的出液口21连通。

以上描述过程为管壳式换热器的一个工作系统，也是制冷剂通过此工作系统从流入换热器到流出换热器的顺序。

在本实施例中，管壳式换热器中的第一封头1上设有进液口12，进液口12通过分集器2上的分液孔221与分液槽241相连通，分液槽241与流入管束中的一组换热管对应相通，此组换热管同时插接于分液槽641中，分液槽641的另一端与分液孔621连通，在分集器6的一侧设有第二封头7，在第二封头7中有转流腔72，分液孔621和分液孔622通过转流腔72相连通，分液孔622的另一侧与分液槽642相连通，分液槽642与流出管束中的一组换热管对应相通，此组换热管插接于分液槽242中，分液槽242与分液孔222相连通，分液孔222又与第一封头1的出液口22连通。

以上描述过程为管壳式换热器的另一个工作系统，也是制冷剂从此工作系统流入换热器到流出换热器的顺序。

值得说明的是，本实施例的管壳式换热器可根据工况不同，采用一个工作系统进行换热或两个系统一起进行换热，由于在流入管束和流出管束中的两组换热管分别对应两个工作系统，且两组换热管交替层叠排布，所以当采用一个工作系统进行换热时，由于两组换热管的排布方式，可实现单系统工作时换热场均匀分布，提高换热器的利用率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.管壳式换热器，包括壳体、壳体通过管板固定有换热管束、壳体端部安装有封头，其特征在于，在封头与管板之间安装有分集器用于配置多条并联的支路管程，所述换热管束内的换热管分为多组，且多组换热管交替层叠排布，每一组对应一条支路管程；

分集器设置多个相互隔离的分液槽，每组换热管插接连通于对应的一个分液槽；所述封头上设置多个接口分别连通对应的分液槽。

2.如权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，分集器朝向封头的一侧设置多个分液孔，各分液孔分别连通对应的分液槽，所述封头上的各接口通过对应的分液孔连通对应的分液槽。

3.如权利要求2所述的管壳式换热器，其特征在于，所述分液槽包括分布区以及与所述分布区连通的多条支槽，分液孔的位置处在分布区，连通在同一分液槽的换热管逐行布置，每行换热管插接连通至对应的一条支槽。

4.如权利要求3所述的管壳式换热器，其特征在于，所述换热管束内的换热管分为两组，同组内的换热管逐行布置；不同组之间的换热管各行间隔布置；两组换热管同侧端头所对应的分液槽中，不同分液槽中的支槽相互穿插布置。

5.如权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述换热管束沿管程流向依次包括流入管束和流出管束，且流入管束和流出管束并排布置。

6.如权利要求5所述的管壳式换热器，其特征在于，所述分集器上的分液槽包括流入分液槽和流出分液槽，流入分液槽和流出分液槽各为两个；

流入管束中的两组换热管分别插接连通在对应的一个流入分液槽中；

流出管束中的两组换热管分别插接连通在对应的一个流出分液槽中。

7.如权利要求6所述的管壳式换热器，其特征在于，所述分集器朝向封头一侧设有四个分液孔，其中两个分液孔与对应的流入分液槽一一对应连通，另外两个分液孔与对应的流出分液槽一一对应连通。

8.如权利要求7所述的管壳式换热器，其特征在于，所述封头包括分别位于筒体两端的第一封头和第二封头；

所述分集器包括与第一封头配合的第一分集器，以及与第二封头配合的第二分集器；

其中所有接口都设置在第一封头，所述第二封头上设有用于连通流入管束和流出管束的转流腔；

所述转流腔为两个，第二分集器上的四个分液孔中按照流向两两对应其中一个转流腔。

9.如权利要求8所述的管壳式换热器，其特征在于，所有接口包括两个进液口和两个出液口。

10.如权利要求9所述的管壳式换热器，其特征在于，所述两个进液口与流入向的两个分液孔相连通，两个出液口与流出向的两个分液孔相连通。