CN215766627U - 一种管壳式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管壳式换热器，包括筒体，筒体内部设置有换热管束和折流板，所述筒体上部设置管程进口，下部设置管程出口，筒体外套装有上套筒和下套筒，形成上、下夹套结构；下套筒连接进口接管，位于下夹套内的筒体周壁开有若干下通孔，形成壳程进口结构；上套筒连接出口接管，位于上夹套内的筒体周壁开有若干上通孔，形成壳程出口结构。该管壳式换热器可以在不设置防冲板、不牺牲换热管数量、保证换热面积的前提下，减小壳程流体对换热管束的横向冲刷，避免了换热管间发生强烈碰撞、换热管与壳体间发生强烈碰撞、换热管与折流板管孔发生强烈摩擦、换热管与管板连接处发生破坏。

Description

一种管壳式换热器

技术领域：

本实用新型涉及一种管壳式换热器，属于换热器领域。

背景技术：

管壳式换热器在运行过程中，流体在壳程横向冲刷换热管束，由于工况的变化以及流动状态的复杂性，换热管束总会发生或大或小的振动。产生振动的振源为流体稳定流动产生的振动、流体速度的波动、通过管道或其它连接件传播的动力机械振动等，横向流是流体诱导管束振动的主要根源。

换热管的振动是不可避免的，轻微的振动不但不会带来损坏，而且还有强化传热、减少结垢等作用。但强烈振动可能导致如下不可控制的危害：

(1)相邻管或管与壳体间的相互碰撞，使管与壳体受到磨损破坏；

(2)管子因振动而与折流板管孔摩擦，导致管子泄漏甚至被切断；

(3)管子与管板连接处发生破坏；

(4)管子发生疲劳破坏；

为了防止以上危害的产生，应采取必要的防振措施来减缓振动。传统的防振措施是在壳程进口管处设置防冲板、防冲杆或者导流筒，但防振效果不佳，而且需要牺牲布管圆内的换热管数量，在保证换热面积的前提下，需要增大布管圆或者增加换热长度。

发明内容：

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种管壳式换热器，该管壳式换热器适用于壳程为非磨蚀的单相流体，易引起管束振动的情形。

本实用新型的技术方案如下

一种管壳式换热器，包括筒体，筒体内部设置有换热管束和折流板，所述筒体上部设置管程进口，下部设置管程出口，所述筒体外套装有上套筒和下套筒，形成上、下夹套结构；

上夹套内筒体周壁开有若干通孔，上套筒连接出口接管，由此形成壳程出口结构；

下夹套内筒体周壁开有若干通孔，下套筒连接进口接管，由此形成壳程进口结构；

优选地，所述通孔沿圆周均匀分布于筒体周壁上。

优选地，上夹套内筒体上的通孔开孔直径由出口接管的近端到远端依次增大；下夹套内筒体上的通孔开孔直径由进口接管的的近端到远端依次增大。

优选地，上夹套内筒体上的通孔位于对应最上方折流板以上位置的筒体周壁上；下夹套内筒体上的通孔位于对应最下方折流板以下位置的筒体周壁上。

优选地，下夹套中，筒体与套筒之间部分的垂直截面积分别大于进口接管截面积。

优选地，下夹套中，筒体上的通孔总面积大于筒体与套筒之间部分的垂直截面积。

优选地，所述上套筒和下套筒大小尺寸相当，进口接管与出口接管尺寸相当，上、下夹套内筒体上的通孔尺寸和数目相当。

优选地，上、下夹套内筒体顶部分别设有排气孔。

优选地，上、下夹套内筒体底部分别设有排净孔。

优选地，所述上套筒和下套筒焊接套装在筒体外。

本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果：

本实用新型提供一种管壳式换热器，该管壳式换热器可以在不设置防冲板、不牺牲换热管数量、保证换热面积的前提下，减小壳程流体对换热管束的横向冲刷，避免了换热管间发生强烈碰撞、换热管与壳体间发生强烈碰撞、换热管与折流板管孔发生强烈摩擦，防止换热管与管板连接处发生破坏。

附图说明

图1为实施例中管壳式换热器的结构示意图；

图2为实施例中下夹套结构的结构示意图；

图3为图2的A-A视图；

图4为实施例中筒体的开孔示意图。

其中，M-上夹套；N-下夹套；

1-进口法兰；2-进口接管2；3-筒体；4-折流板；5-换热管束；6-拉杆7-排气孔；8-排净孔。

具体实施方式

实施例一：

本实施例的一种管壳式换热器，如图1～图4所示，包括筒体3，筒体3上部设置管程进口，下部设置管程出口，管程进口、管程出口与筒体3连接处靠近上、下管板，筒体3内部设置有换热管束5、折流板4和拉杆6，换热管束5两端分别经上、下管板连接管程进口和管程出口，形成管程通道；筒体外焊接套装有上套筒和下套筒，对应形成上夹套结构、下夹套结构；

如图2和图3所示，位于下夹套N内的筒体周壁开有若干通孔，下套筒连接进口接管以及进口法兰1，由此形成壳程进口结构；

位于上夹套M内的筒体周壁开有若干通孔，上套筒连接出口接管以及出口法兰2，由此形成壳程出口结构。

该管壳式换热器运行时，管程流体由管程进口进入换热器，经换热管束与壳程流体间接接触换热，换热后由管程出口排出换热器；壳程流体依次经进口法兰、进口接管进入下夹套结构内部，再由位于下夹套内筒体上的通孔进入筒体内部与换热管束间接接触换热，换热后的流体由上夹套内筒体上的通孔排出筒体，经出口接管和出口法兰排出换热器。

换热过程中壳程流体先进入夹套结构，由下夹套内筒体上的通孔进入筒体与换热管束接触，很大程度的减小了壳程流体对换热管束的直接冲刷，可以在不设置防冲板、不牺牲换热管数量、保证换热面积的前提下，减小壳程流体对换热管束的横向冲刷，避免了换热管间发生强烈碰撞、换热管与壳体间发生强烈碰撞、换热管与折流板管孔发生强烈摩擦、换热管与管板连接处发生破坏。

实施例二：

本实施例的进一步可选设计在于：如图4所示，下夹套内的若干通孔沿圆周均匀分布于下夹套内的筒体周壁；上夹套内的若干通孔沿圆周均匀分布于上夹套内的筒体周壁，该设计可以使得由通孔进入/排出筒体的壳程流体更加均匀，一定程度上避免了减小壳程流体对换热管束的横向冲刷，避免了换热管间发生强烈碰撞，同时流体分配更加均匀，换热效果更好。

实施例三：

本实施例的进一步可选设计在于：上夹套内筒体上的通孔开孔直径由出口接管的近端到远端依次增大；下夹套内筒体上的通孔开孔直径由进口接管的的近端到远端依次增大，上下夹套内筒体上的通孔大小通过CFX软件进行流体模拟计算得出，能够进一步使流体均匀通过通孔进入/排出筒体内部。

实施例四：

本实施例的进一步可选设计在于：下夹套内的若干通孔位于下夹套内对应最下方折流板以下位置的筒体周壁上；上夹套内的若干通孔位于上夹套内对应最上方折流板以上位置的筒体周壁上。

实施例五：

本实施例的进一步可选设计在于：位于上、下夹套内的筒体内壁顶部开设有排气孔7，位于上、下夹套内的筒体内壁底部开设有排净孔8，用于排出夹套内气体和液体残留。

实施例六：

本实施例的进一步可选设计在于：下夹套内，筒体与套筒之间部分的垂直截面积大于进口接管截面积；其中，下夹套结构竖直截面面积记为A，下夹套结构竖直截面与筒体竖直截面重合部分面积记为B，则下夹套内，筒体与套筒之间部分的垂直截面积为A-B，进口接管横截面积记为C，则A-B>C。该设计减小了进口接管内的壳程流体进入下夹套时的流速。

下夹套内，筒体上的通孔总面积大于筒体与套筒之间部分的垂直截面积；位于下夹套内的筒体周壁开设的通孔总面积记为D，则D>A-B。该设计减小了下夹套内的壳程流体由通孔进入筒体内部时的流速。

上述设计通过减小壳程流体的流速，从而减小壳程流体对换热管束的横向冲刷。

实施例七：

本实施例的进一步可选设计在于：上套筒和下套筒大小尺寸相当，进口接管与出口接管尺寸相当，上、下夹套内筒体上的通孔尺寸和数目相当。

Claims (10)

1.一种管壳式换热器，包括筒体，筒体内部设置有换热管束和折流板，所述筒体上部设置管程进口，下部设置管程出口，其特征在于：所述筒体外套装有上套筒和下套筒，形成上、下夹套结构；

上夹套内筒体周壁开有若干通孔，上套筒连接出口接管，由此形成壳程出口结构；

下夹套内筒体周壁开有若干通孔，下套筒连接进口接管，由此形成壳程进口结构；

2.根据权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于：所述通孔沿圆周均匀分布于筒体周壁上。

3.根据权利要求2所述的管壳式换热器，其特征在于：上夹套内筒体上的通孔开孔直径由出口接管的近端到远端依次增大；下夹套内筒体上的通孔开孔直径由进口接管的的近端到远端依次增大。

4.根据权利要求3所述的管壳式换热器，其特征在于：上夹套内筒体上的通孔位于对应最上方折流板以上位置的筒体周壁上；下夹套内筒体上的通孔位于对应最下方折流板以下位置的筒体周壁上。

5.根据权利要求4所述的管壳式换热器，其特征在于：下夹套中，筒体与套筒之间部分的垂直截面积分别大于进口接管截面积。

6.根据权利要求4所述的管壳式换热器，其特征在于：下夹套中，筒体上的通孔总面积大于筒体与套筒之间部分的垂直截面积。

7.根据权利要求1～6任一所述的管壳式换热器，其特征在于：所述上套筒和下套筒大小尺寸相当，进口接管与出口接管尺寸相当，上、下夹套内筒体上的通孔尺寸和数目相当。

8.根据权利要求7所述的管壳式换热器，其特征在于：上、下夹套内筒体顶部分别设有排气孔。

9.根据权利要求7所述的管壳式换热器，其特征在于：上、下夹套内筒体底部分别设有排净孔。

10.根据权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于：所述上套筒和下套筒焊接套装在筒体外。

Images