[实用新型]一种管壳式换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种管壳式换热器，可以实现一种流体对另外一种流体的传热而又不发生质量传递，尤其涉及一种大型双弓形折流板管壳式换热器中需要强化壳程换热的过程装备，属于强化传热技术领域。

背景技术

目前，公知的管壳式换热器是由容器壳体、壳程流体进口、壳程流体出口、折流板、换热管、管板、封头，管程流体进口，管程流体出口等组成的。当高温流体从壳程进口进入时，低温流体就从管程进口进入；当高温流体从管程进口进入时，低温流体就从壳程进口进入；然后不同温度的流体通过换热管进行热量传递。由于管壳式换热器壳程间的流通面积很大，造成壳间流动速度很小，致使换热管壳程侧的表面换热系数很小。

一般来说，壳程侧的流动可以分为上折流板到下折流板间的平行于换热管轴线的轴向流动、折流板间垂直管子轴向的错流流动以及因管子与折流板间的环隙而形成的射流流动等几种主要形式；从量的角度来看，为解决换热管的蠕动腐蚀、射流磨损以及强化折流板的支撑作用而将折流板与换热管设计成过盈配合，因而壳程间的射流流动可以忽略不计；而随着管壳式换热器向大型化的发展，径向尺度相对于折流板间距的尺度也就逐渐变大，从而使错流流动成为大型管式换热器壳程间的主要流动形式。

但壳程间的错流流动会在换热管的后部形成很大的滞流区，当换热管采用容易清洗正方形布置时，换热管壳程侧面处于滞流区的面积超过三分之一以上，也就是说这部分换热管的换热面积没有对传热做出自己的贡献，从而降低了管壳式换热器的换热效果。另一方面，在折流板远离其开口的位置，也会因为其折流的方向改变而形成很大的滞流区，使该区域的换热管丧失其对壳程流体的传热功能。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种不仅在错流区域能有效抑制换热管背后的滞流区，而且能有效减少远离折流板开口位置滞流区的管壳式换热器。

为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种高效换热器，包括管程流体进口、封头、管板、管程流体出口、壳程流体出口、U形换热管、壳体、壳程流体进口，管程流体进口和壳程流体进口分别设于壳体上面的两端，管程流体出口和壳程流体出口分别设于壳体的下端，封头设于壳体的一端，其特征在于，U形换热管穿过至少一块边折流板通过管板设于壳体中间，在边折流板直径处垂直设有至少一根阻尼管，在壳体上下端空间处设有至少一块与边折流板平行的阻尼挡板，阻尼挡板通过U形换热管与边折流板连接，在壳体两侧设有拉杆。

为提高换热管在壳程面的换热系数，本实用新型采用折流板来减小壳程间的流通面积，增加壳程间流体的流动速度，进而强化了换热管在壳程侧表面的传热过程。

本实用新型利用阻尼板间没有布置换热管的空间来提升壳程内流体在远离折流板开口位置的静压能，从而增加沿折流板平面上的流体的推动力，进而消除远离折流板开口处换热管壳程侧面的滞流区，强化管壳式换热器的传热过程；同时由于阻尼板间的压力推动作用，使管子间的错流流动受到干扰，有效地消除了流体在换热管间流动形成的滞流区，也很好地强化了传热过程；密封管也起到这种作用。阻尼板、阻尼管与折流板连接，增加了折流板的刚度，可以有效减少换热管的高温蠕动腐蚀。拉杆与筒壁实现最小间隙，可以有效地减少流体沿筒体壁面形成的短路流，也可以起到强化传热的作用。

本实用新型的优点是减少壳程流体换热管后部的滞流区，提高换热管在错流滞流区的换热能力；同时减少远离折流板开口位置的滞流区，提高换热管在远离折流板开口位置的换热能力。

附图说明

图1为一种管壳式换热器结构示意图；

图2为一种管壳式换热器剖面图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例

如图1、2所示，为一种管壳式换热器结构示意图，所述的一种管壳式换热器由管程流体进口1、封头2、管板3、管程流体出口4、壳程流体出口5、阻尼挡板6、边折流板7、U形换热管8、壳体9、阻尼管10、壳程流体进口11和拉杆12组成。

管程流体进口1和壳程流体进口11分别安装在壳体9上面的两端，管程流体出口4和壳程流体出口5分别安装在壳体9的下端，封头2安装在壳体9的一端，U形换热管8穿过至少一块边折流板7通过管板3安装在壳体9中间，在边折流板7直径处垂直安装4根阻尼管10，在壳体9上下端空间处安装至少一块与边折流板7平行的阻尼挡板6，阻尼挡板6的两侧面不布置换热管，阻尼挡板6通过U形换热管8与边折流板7连接，而相对于换热管的断面则留有微小的间隙，其余端面与壳壁固定密实连接，在壳体9两侧设有拉杆12，拉杆12与筒体壁面实现最小间隙。

工作时，壳程流体从一个折流板7开口流向下一个折流板7开口的过程中，一部分流体形成平行于折流板7的错流流动，但该流动同时受到阻尼挡板6和阻尼管10的作用而消除了U形换热管8周围的流动滞流区；同时阻尼挡板6间由阻尼挡板6、壳体9壁和U形换热管8构成的流道将上一个折流板7和下一个折流板7连通，有效地消除了远离折流板管口区域形成的滞流区；随着这两个滞流区的消除，有效地利用和强化了壳程间流体的传热过程，从而使换热器成为高效管壳式换热器。