CN212843080U - 一种纯逆流管壳式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种纯逆流管壳式换热器，包括壳体、换热管、支撑组件、管板、管箱，所述换热管为多根直管设置于所述壳体内部，所述管箱有两个，一个设置有管程入口，另一个设置有管程出口，所述壳体两端分别设置有壳程入口与壳程出口，所述支撑组件上分别开设有供所述换热管通过的通孔、供壳程介质通过的导流孔，所述支撑组件紧贴所述壳体内壁，所述通孔与所述换热管一一对应，所述换热管内外部的管程介质与壳程介质以纯逆流方式换热。通过本实用新型所述的纯逆流管壳式换热器，使换热器内管程介质与壳程介质以纯逆流方式换热，以此降低壳程介质流动阻力，在实现预期换热效果的同时降低加压装置的购置成本及其运行成本。

Description

一种纯逆流管壳式换热器

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，具体而言，涉及一种纯逆流管壳式换热器。

背景技术

换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。管壳式(又称管式、列管式)换热器是最典型的间壁式换热器，它在工业上的应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占据主导地位，在管壳式换热器内进行换热的两种流体，一种在管内流动，其行程称为管程；一种在管外流动，其行程称为壳程，管束的壁面即为传热面。

但传统管壳式换热器换热管外部的壳程介质在流动时会出现折流，此时壳程介质流动阻力较大。当壳程介质进口压力不足以克服壳程介质流动阻力时，往往需要对壳程介质进行加压处理，或是加压处理时施加的压力相对较高，而加压处理后壳程介质的流速虽然加快，但也正因其流速加快，换热器内管程介质与壳程介质的有效换热时间又会有所降低，由此一方面导致换热效果反而不及预期，另一方面还浪费了加压装置的购置成本及其运行成本。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种纯逆流管壳式换热器，使换热器内管程介质与壳程介质以纯逆流方式换热，以此降低壳程介质流动阻力，在实现预期换热效果的同时降低加压装置的购置成本及其运行成本。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种纯逆流管壳式换热器，包括壳体、换热管、支撑组件、管板、管箱，所述换热管为多根直管设置于所述壳体内部，所述管箱有两个，一个设置有管程入口，另一个设置有管程出口，所述壳体两端分别设置有壳程入口与壳程出口，所述支撑组件上分别开设有供所述换热管通过的通孔、供壳程介质通过的导流孔，所述支撑组件紧贴所述壳体内壁，所述通孔与所述换热管一一对应，所述换热管内外部的管程介质与壳程介质以纯逆流方式换热。

优选地，所述管板有两个，所述换热管穿透所述两个管板，所述管箱内端面、管板外端面、换热管外端面呈齐平设置。

优选地，所述导流孔交错围合于所述通孔外围。

优选地，所述通孔与所述导流孔部分贯通，所述支撑组件还设置有凸缘部，所述凸缘部与所述导流孔交错围合于所述通孔外围。

优选地，所述支撑组件包括套管、第二骨架，所述套管与所述第二骨架呈交错分布的网状设置，所述套管内部形成所述通孔，所述套管外部形成所述导流孔。

优选地，所述支撑组件包括框体，所述第二骨架连接于所述框体内壁。

优选地，所述支撑组件还包括第一骨架，所述第一骨架成网状连接于所述框体内壁并将所述支撑组件分割成预设数量的网孔。

优选地，所述网孔内均设置有所述套管、第二骨架，所述第二骨架环绕所述套管外壁设置并与所述网孔内壁连接，将所述套管外部网孔分割成预设数量的所述导流孔。

优选地，所述壳体为方形或圆筒形，所述换热管为圆管、椭圆管、扁管中的任意一种。

优选地，所述换热管选用非金属材质制成。

相对于现有技术而言，本实用新型所述的一种纯逆流管壳式换热器具有以下有益效果：

1)解决了换热管外部壳程介质折流的问题，使换热器内管程介质与壳程介质以纯逆流方式换热，以此降低壳程介质流动阻力，在实现预期换热效果的同时降低加压装置的购置成本及其运行成本；

2)通过支撑组件对换热管进行固定支撑，避免了换热管在工作过程中因重力而产生变形或振动。

附图说明

图1为本实用新型实施例1所述的一种纯逆流管壳式换热器的第一立体剖面结构示意图；

图2为本实用新型实施例1所述的一种纯逆流管壳式换热器的第二立体剖面结构示意图；

图3为图2的主视剖面结构示意图；

图4为本实用新型实施例1所述的一种支撑组件的立体结构示意图；

图5为本实用新型实施例2所述的另一种支撑组件主视剖面结构示意图；

图6为本实用新型实施例3所述的另一种支撑组件主视结构示意图；

图7为本实用新型实施例3所述的另一种支撑组件主视剖面结构示意图；

图8为本实用新型实施例3所述的另一种支撑组件主视剖面结构示意图；

图9为本实用新型实施例3所述的另一种支撑组件立体结构示意图。

附图标记说明：

1-壳体、101-壳程入口、102-壳程出口、2-换热管、201-管程入口、202-管程出口、3-支撑组件、301-通孔、302-导流孔、303-框体、304-第一骨架、305-套管、306-第二骨架、307-凸缘部、4-管板、5-管箱。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

实施例1

参见附图1-4，本实用新型提供了一种纯逆流管壳式换热器，包括壳体1、换热管2、支撑组件3、管板4、管箱5，所述换热管2为多根直管设置于所述壳体1内部，所述管箱5有两个，一个设置有管程入口201，另一个设置有管程出口202，所述壳体1两端分别设置有壳程入口101与壳程出口102，所述支撑组件3上分别开设有供所述换热管2通过的通孔301、供壳程介质通过的导流孔302，所述支撑组件3紧贴所述壳体1内壁，所述通孔301与所述换热管2一一对应，所述换热管2内外部的管程介质与壳程介质以纯逆流方式换热。

具体的，进一步如附图3所示，所述支撑组件3外部形状与所述壳体1形状相同，紧贴在所述壳体1内壁，防止所述壳体1内的壳程介质横向流动造成折流；所述换热管2与所述壳体1之间的壳程介质通过所述导流孔302从下端流向上端，所述换热管2外部壳程介质从上端流向下端，即所述换热管2内部与外部的介质流向相反。也即换热器的管程介质与壳程介质实现了纯逆流换热，由此降低了壳程介质流动阻力，在实现预期换热效果的同时降低加压装置的购置成本及其运行成本。同时所述支撑组件3对所述换热管2提供固定支撑，避免了所述换热管2在工作过程中因重力而产生变形或振动。

优选地，所述管板4有两个，所述换热管2穿透所述两个管板4，所述管箱5内端面、管板4外端面、换热管2外端面呈齐平设置。

具体的，进一步如附图2所示，通过设置所述管板4有两个，所述换热管2穿透所述两个管板4，所述管箱5内端面、管板4外端面、换热管2外端面呈齐平设置，在所述壳体1、换热管2维持同等参数的情况下，可提高所述纯逆流管壳式换热器的有效换热面积，提高换热效率，从而也可以在所述纯逆流管壳式换热器的选型设计阶段，适当降低所述壳体1、换热管2的尺寸参数，从而降低后期加工制造成本。

优选地，所述壳体1为方形或圆筒形。

具体的，所述壳体1既可以是方形，也可以是圆筒形，根据现场安装位置对所述纯逆流管壳式换热器的布置需要，以满足多场景下的应用需求。

优选地，所述换热管2为圆管、椭圆管、扁管中的任意一种。

具体的，根据所述壳体1的选型，以及根据具体管程介质、壳程介质及其预期换热效果的不同，所述换热管2可以为圆管、椭圆管、扁管中的任意一种，以满足所述纯逆流管壳式换热器在不同工况下的应用需求。

优选地，所述换热管2选用非金属材质制成。

具体的，所述换热管2可以选用金属材质制成，例如可以是选用铜型材制成的铜管，也可以选用非金属材质制成，例如可以是选用塑质型材制成的塑料管，根据具体管程介质的不同，以满足不同的应用需求。

优选地，所述换热管2分段连接。

具体的，所述换热管2可以整段，也可以为分段连接。出于对换热温度、换热时间、现场环境布置等多方面的考虑，所述换热管2可能需具备足够的长度，通过对所述换热管2分段连接，有利于降低所述换热管2的生产、运输及组装难度。

优选地，所述支撑组件3的分布设置数量大于所述换热管2的分段连接数量。

具体的，管壳式换热器在运行过程中，因管程介质与壳程介质重力作用等因素可能会对所述换热管2产生变形，尤其当所述换热管2为分段连接时，通过设置所述支撑组件3的分布设置数量大于所述换热管2的分段连接数量，对具体到每一分段的所述换热管2而言，均可以有相对应的所述支撑组件3为其提供稳固支撑与定位，从而在一定程度上，降低了所述换热管2变形现象的发生。

优选地，所述导流孔302交错围合于所述通孔301外围。

具体的，进一步如附图4所示，所述导流孔302交错围合于所述通孔301外围，有利于提高所述换热管2的有效换热面积，提高换热效率，以进一步提高纯逆流换热效果。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上，针对支撑组件所做出的其中一种优化。

参见附图5所示，所述通孔301与所述导流孔302部分贯通，所述支撑组件3还设置有凸缘部307，所述凸缘部307与所述导流孔302交错围合于所述通孔301外围。

具体的，通过设置所述通孔301与所述导流孔302部分贯通，所述凸缘部307与所述导流孔302交错围合于所述通孔301外围，在不降低对所述换热管2提供稳固支撑与定位的前提下，可进一步提高所述换热管2的有效换热面积，提高管程介质与壳程介质的纯逆流效果。

实施例3

本实施例是在实施例1的基础上，针对支撑组件所做出的另一种优化。

参见附图6-9所示，所述支撑组件3包括套管305、第二骨架306，所述套管305与所述第二骨架306呈交错分布的网状设置，所述套管305内部形成所述通孔301，所述套管305外部形成所述导流孔302。

具体的，所述套管305与所述第二骨架306呈交错分布的网状设置，所述套管305内部形成所述通孔301，所述套管305外部形成所述导流孔302，在不降低对所述换热管2提供稳固支撑与定位的前提下，可进一步提高所述换热管2的有效换热面积，提高管程介质与壳程介质的纯逆流效果，同时适当减少了所述支撑组件3的用材及重量，一方面因用材减少有利于节约所述支撑组件3的生产制造成本，另一方面因重量减轻有利于降低所述纯逆流管壳式换热器的维修难度。

优选地，所述套管305与所述第二骨架306一体成型设置。

具体的，所述套管305与所述第二骨架306一体成型设置，可大大简化所述支撑组件3的组装难度。

优选地，进一步如附图7所示，所述支撑组件3包括框体303，所述第二骨架306连接于所述框体303内壁。

具体的，当所述纯逆流管壳式换热器选用小型化的尺寸型号时，通过设置所述第二骨架306连接于所述框体303内壁，即可对所述换热管2提供稳固支撑与定位，有利于降低所述支撑组件3的加工制造成本。

优选地，所述支撑组件3还包括第一骨架304，所述第一骨架304成网状连接于所述框体303内壁并将所述支撑组件3分割成预设数量的网孔。

具体的，进一步如附图8所示，当所述纯逆流管壳式换热器选用中型化的尺寸型号时，通过设置所述框体303内壁并将所述支撑组件3分割成预设数量的网孔，所述第二骨架306部分连接于所述第一骨架304，部分连接于所述框体303内壁，有利于进一步提高对所述换热管2的稳固支撑与定位。

优选地，所述网孔内均设置有所述套管305、第二骨架306，所述第二骨架306环绕所述套管305外壁设置并与所述网孔内壁连接，将所述套管305外部网孔分割成预设数量的所述导流孔302。

具体的，进一步如附图9所示，当所述纯逆流管壳式换热器选用大型化的尺寸型号时，有利于进一步提高对所述换热管2的稳固支撑与定位。

优选地，所述套管305选用耐高温耐腐蚀弹性材料制成。

具体的，所述纯逆流管壳式换热器在工作过程中，所述换热管2内外的管程介质与壳程介质因具有一定的温度差而发生热交换，由于材料具有热胀冷缩的特性，所述换热管2因温度变化时会产生一定的尺寸变化，所述纯逆流管壳式换热器根据具体应用工况的不同，尤其是当壳程介质为高温高压的腐蚀性介质，所述换热管2选用耐腐蚀性的玻璃材质制成时，通过设置所述套管305选用耐腐蚀弹性材料制成，一方面在不降低对所述换热管2提供稳固支撑与定位的前提下，对所述换热管2热胀冷缩的时候形成具体弹性的包覆力，有利于对所述换热管2形成保护，另一方面可提高所述支撑组件3的使用寿命以及扩大所述纯逆流管壳式换热器的适用范围。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种纯逆流管壳式换热器，其特征在于：包括壳体(1)、换热管(2)、支撑组件(3)、管板(4)、管箱(5)，所述换热管(2)为多根直管设置于所述壳体(1)内部，所述管箱(5)有两个，一个设置有管程入口(201)，另一个设置有管程出口(202)，所述壳体(1)两端分别设置有壳程入口(101)与壳程出口(102)，所述支撑组件(3)上分别开设有供所述换热管(2)通过的通孔(301)、供壳程介质通过的导流孔(302)，所述支撑组件(3)紧贴所述壳体(1)内壁，所述通孔(301)与所述换热管(2)一一对应，所述换热管(2)内外部的管程介质与壳程介质以纯逆流方式换热。

2.根据权利要求1所述的纯逆流管壳式换热器，其特征在于：所述管板(4)有两个，所述换热管(2)穿透所述两个管板(4)，所述管箱(5)内端面、管板(4)外端面、换热管(2)外端面呈齐平设置。

3.根据权利要求1所述的纯逆流管壳式换热器，其特征在于：所述导流孔(302)交错围合于所述通孔(301)外围。

4.根据权利要求3所述的纯逆流管壳式换热器，其特征在于：所述通孔(301)与所述导流孔(302)部分贯通，所述支撑组件(3)还设置有凸缘部(307)，所述凸缘部(307)与所述导流孔(302)交错围合于所述通孔(301)外围。

5.根据权利要求3所述的纯逆流管壳式换热器，其特征在于：所述支撑组件(3)包括套管(305)、第二骨架(306)，所述套管(305)与所述第二骨架(306)呈交错分布的网状设置，所述套管(305)内部形成所述通孔(301)，所述套管(305)外部形成所述导流孔(302)。

6.根据权利要求5所述的纯逆流管壳式换热器，其特征在于：所述支撑组件(3)包括框体(303)，所述第二骨架(306)连接于所述框体(303)内壁。

7.根据权利要求6所述的纯逆流管壳式换热器，其特征在于：所述支撑组件(3)还包括第一骨架(304)，所述第一骨架(304)成网状连接于所述框体(303)内壁并将所述支撑组件(3)分割成预设数量的网孔。

8.根据权利要求7所述的纯逆流管壳式换热器，其特征在于：所述网孔内均设置有所述套管(305)、第二骨架(306)，所述第二骨架(306)环绕所述套管(305)外壁设置并与所述网孔内壁连接，将所述套管(305)外部网孔分割成预设数量的所述导流孔(302)。

9.根据权利要求1所述的纯逆流管壳式换热器，其特征在于：所述壳体(1)为方形或圆筒形，所述换热管(2)为圆管、椭圆管、扁管中的任意一种。

10.根据权利要求1所述的纯逆流管壳式换热器，其特征在于：所述换热管(2)选用非金属材质制成。

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