CN209341898U - 一种管壳式热交换装置 - Google Patents

Abstract

一种管壳式热交换装置，包括筒体、多个换热管、多个支撑板、热入口、热出口和热介质回收装置，热入口和热出口相对的开设于筒体的侧面，多个换热管和多个支撑板设于筒体内部，多个换热管平行间隔布置，换热管的长度方向和筒体的轴向平行，多个支撑板平行间隔设置，支撑板平面垂直于换热管长度方向，支撑板上设有多个梅花孔，换热管穿过所述梅花孔且与梅花孔内壁相切，换热管与梅花孔内壁之间形成间隙，热介质回收装置包括连通管和泵，连通管的两端分别连通热入口和热出口。本实用新型支撑板上设有梅花孔、保证了热交换装置中介质的流通面积、带梅花孔的支撑板和换热管方便安装、维护成本低、支撑有效、热介质回收装置的设置降低了热应力损害。

Description

一种管壳式热交换装置

技术领域

本实用新型属于换热装置领域，具体为一种管壳式热交换装置。

背景技术

目前市面上所使用的管壳式热交换器支撑板或折流板管孔多为直通孔，直通孔的孔径等于换热管的外径，换热管穿过所述支撑板的直通孔，支撑板为非圆形板，通过切边形成支撑板与壳体内壁之间的间隙，多个间隔布置的支撑板与壳体内壁之间的间隙上下交叉或左右交叉开设，使壳体内、换热管外的介质在各所述间隙中折线流通。然而类似上述结构的应用具有局限性，特别是在直径较小的热交换器中会出现安装困难、维护成本高、技术难度大等一系列问题，另外，壳体内、换热管外的介质为高温介质，且其出入口温差较大时，壳体会受到热应力损害。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种支撑板上设有梅花孔、保证了热交换装置中介质的流通面积、提高了换热效率、带梅花孔的支撑板和换热管方便安装、维护成本低、支撑有效、热介质回收装置使筒体温度更均匀、降低了热应力损害的管壳式热交换装置。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种管壳式热交换装置，包括筒体、多个换热管、多个支撑板、热入口、热出口和热介质回收装置，热入口和热出口相对的开设于筒体的侧面，多个换热管和多个支撑板设于筒体内部，多个换热管平行间隔布置，换热管的长度方向和筒体的轴向平行，多个支撑板平行间隔设置，支撑板平面垂直于换热管长度方向，支撑板上设有多个梅花孔，换热管穿过所述梅花孔且与梅花孔内壁相切，换热管与梅花孔内壁之间形成间隙，热介质回收装置包括连通管和泵，连通管的两端分别连通热入口和热出口。

作为上述技术方案的进一步改进：

热介质回收装置还包括调节阀，连通管上近热出口处、沿着从热出口到热入口的方向依次设置调节阀和泵。

所述热交换装置还包括测温装置，测温装置设于热出口和热入口上。

所述热交换装置还包括冷入口和冷出口，冷入口和冷出口分别连接筒体的两端部。

热入口靠近冷出口，热出口靠近冷入口。

所述热交换装置还包括两个管板，两个管板分别位于筒体的两端，管板的面积大于筒体的横截面积，管板上设有多个通孔，所述通孔的孔径等于换热管的外径，换热管两端分别穿过两个管板的通孔并略微伸出管板。

管板和支撑板平行布置，多个支撑板位于两个管板之间。

冷入口和一管板之间设有入口缓冲室，冷出口和另一管板之间设有出口缓冲室。

每个支撑板上布置多个梅花孔，多个梅花孔呈三圈布置在支撑板上，支撑板的中心有一个梅花孔，由中心往外的第二圈和第三圈分别布置6个梅花孔和12个梅花孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：支撑板上梅花孔的设置保证了热交换装置中介质的流通面积，消除了传统曲线型介质流通的死角和热应力疲劳点，提高了换热效率，支撑板对换热管形成有效支撑，带梅花孔的支撑板和换热管方便安装、维护成本低，热介质回收装置的设置回收了热流体余热，使筒体温度更均匀，降低了热应力损害。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例的支撑板结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型提供的管壳式热交换装置作进一步详细、完整地说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

一种管壳式热交换装置，如图1所示，包括筒体1、多个换热管2、多个支撑板3、两个管板4、冷入口5、冷出口6、热入口7、热出口8、测温装置14和热介质回收装置。

冷入口5和冷出口6分别连接筒体1的两端部，热入口7和热出口8相对的开设于筒体1的侧面，热入口7靠近冷出口6，热出口8靠近冷入口5。换热管2、支撑板3和管板4设于筒体1内部，多个换热管2平行间隔布置，换热管2的长度方向和筒体1的轴向平行。多个支撑板3平行间隔设置，支撑板3平面垂直于换热管2长度方向，支撑板3上开设多个贯穿支撑板3的支撑孔，换热管2穿过所述支撑孔31。管板4的面积大于筒体1的横截面，两个管板4分别位于筒体1的两端，盖合封闭所述筒体1的横截面，管板4和支撑板3平行布置，多个支撑板3位于两个管板4之间。管板4上设有多个通孔，所述通孔的孔径等于换热管2的外径，换热管2两端分别穿过两个管板4的通孔并略微伸出管板4。冷入口5和一管板4之间设有入口缓冲室9，冷出口6和另一管板4之间设有出口缓冲室10，入口缓冲室9和出口缓冲室10对流体进行整流，使流体流动更平稳、传热更均匀。

支撑板3的结构如图2所示，支撑板3的面积等于筒体1的横截面，即支撑板3可以完全横向封闭筒体1内的通道。支撑板3上开设的支撑孔为梅花孔31，所述梅花孔31为花瓣数为三瓣的梅花状通孔，所述梅花孔31横截面的最大内切圆的直径等于换热管2的外径，为15mm，所述最大内切圆与梅花孔31横截面均匀相切于三处，即换热管2穿过所述梅花孔31且与梅花孔31内壁相切，换热管2与梅花孔31的花瓣状结构内壁之间形成间隙，所述间隙宽度为2.5mm。每个支撑板3上布置多个梅花孔31，相邻两个梅花孔31中心的距离为21mm，多个梅花孔31呈三圈布置在支撑板3上，支撑板3的中心有一个梅花孔31，由中心往外的第二圈和第三圈分别布置6个梅花孔31和12个梅花孔31，第二圈的各梅花孔31中心的连线和第三圈的各梅花孔31中心的连线形成正六边形。

温度较低的冷流体从冷入口5进入入口缓冲室9，通过入口缓冲室9的整流后进入多个换热管2，然后进入出口缓冲室10，最后通过冷出口6流出所述换热装置；温度较高的热流体从热入口7进入筒体1内、换热管2外部的空间，流经换热管2与梅花孔31之间的间隙，最后从热出口8流出所述换热装置。在筒体1内部，冷流体和热流体不直接接触，通过多个换热管2进行换热，使热流体中的热量传递到冷流体中，最终结果为，冷出口6流体的温度高于冷入口5流体的温度，热入口7流体的温度高于热出口8流体的温度。在筒体1内部，冷流体和热流体相对流动，加强了换热效果。换热管2与梅花孔31之间间隙的设置，一方面保证了热交换装置中介质的流通面积，另一方面使支撑板对换热管形成有效支撑，即在实现支撑板支撑功能的同时确保热交换器的功能不受影响，达到方便安装及降低技术难度，降低维护成本的目的。

在上述热交换过程中，热入口7流体的温度若远高于热出口8流体的温度，则筒体1内壁的温度梯度较大，筒体1承受的热应力损害较大，针对这一问题，设置了热介质回收装置，包括连通管11、调节阀12和泵13，连通管11的两端分别连通热入口7和热出口8，连通管11上靠近热出口8处、沿着从热出口8到热入口7的方向依次设有调节阀12和泵13。泵13将热出口8的流体加压驱动至热入口7，使温度较低的热出口8的流体返回热入口7，重新进入筒体1内部，如此设置一方面进一步回收了流出筒体1的热流体的热量，另一方面返回的流体和从外部进入热入口7的流体混合，降低了热出口8和热入口7的温度差，使筒体1内部的温度更均匀，降低筒体1受到的热应力的损害。进一步的，热出口8和热入口7上均设有测温装置14，以监测热出口8和热入口7处的流体温度，通过监测到的温度值控制调节阀12，改变回收的流体的流量，以使热出口8和热入口7处的流体温度满足设计值。

最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本实用新型的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员根据本实用新型的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种管壳式热交换装置，其特征在于，包括筒体(1)、多个换热管(2)、多个支撑板(3)、热入口(7)、热出口(8)和热介质回收装置，热入口(7)和热出口(8)相对的开设于筒体(1)的侧面，多个换热管(2)和多个支撑板(3)设于筒体(1)内部，多个换热管(2)平行间隔布置，换热管(2)的长度方向和筒体(1)的轴向平行，多个支撑板(3)平行间隔设置，支撑板(3)平面垂直于换热管(2)长度方向，支撑板(3)上设有多个梅花孔(31)，换热管(2)穿过所述梅花孔(31)且与梅花孔(31)内壁相切，换热管(2)与梅花孔(31)内壁之间形成间隙，热介质回收装置包括连通管(11)，连通管(11)的两端分别连通热入口(7)和热出口(8)。

2.根据权利要求1所述的管壳式热交换装置，其特征在于：热介质回收装置还包括调节阀(12)和和泵(13)，连通管(11)上近热出口(8)处、沿着从热出口(8)到热入口(7)的方向依次设置调节阀(12)和泵(13)。

3.根据权利要求2所述的管壳式热交换装置，其特征在于：所述热交换装置还包括测温装置(14)，测温装置(14)设于热出口(8)和热入口(7)上。

4.根据权利要求1所述的管壳式热交换装置，其特征在于：所述热交换装置还包括冷入口(5)和冷出口(6)，冷入口(5)和冷出口(6)分别连接筒体(1)的两端部。

5.根据权利要求2所述的管壳式热交换装置，其特征在于：热入口(7)靠近冷出口(6)，热出口(8)靠近冷入口(5)。

6.根据权利要求1～5任一所述的管壳式热交换装置，其特征在于：所述热交换装置还包括两个管板(4)，两个管板(4)分别位于筒体(1)的两端，管板(4)的面积大于筒体(1)的横截面积，管板(4)上设有多个通孔，所述通孔的孔径等于换热管(2)的外径，换热管(2)两端分别穿过两个管板(4)的通孔并略微伸出管板(4)。

7.根据权利要求6所述的管壳式热交换装置，其特征在于：管板(4)和支撑板(3)平行布置，多个支撑板(3)位于两个管板(4)之间。

8.根据权利要求7所述的管壳式热交换装置，其特征在于：冷入口(5)和一管板(4)之间设有入口缓冲室(9)，冷出口(6)和另一管板(4)之间设有出口缓冲室(10)。

9.根据权利要求1所述的管壳式热交换装置，其特征在于：每个支撑板(3)的多个梅花孔(31)呈三圈布置在支撑板(3)上，支撑板(3)的中心有一个梅花孔(31)，由中心往外的第二圈和第三圈分别布置6个梅花孔(31)和12个梅花孔(31)。