[实用新型]不等边三分扇形螺旋折流板管壳式换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及螺旋折流板管壳式换热器，尤其涉及正三角排列布管的管壳式换热器的技术领域。

背景技术

管壳式换热器因其结构简单，承受压力高的特点依然是热交换设备的主流型式。常用的弓形折流板形式虽然加工制造简单，但存在流动死区，流动阻力较大，以及在缺口处管束支撑跨距较大，容易诱导振动破坏等缺点，因而催生许多新的管束支撑方案，螺旋折流板就是其中之一。理论上的螺旋折流板是曲面，难以制作，国内外已有1/4椭圆/扇形螺旋折流板改进方案，每层折流板由4片1/4椭圆/扇形折流板组成，头尾相接可组成壳侧螺旋通道。由于管壳式换热器中大量使用的是最为紧凑的正三角形布置的管束，而这就给在1/4椭圆/扇形折流板上进行倾斜管孔的划线定位造成较大的困难，影响了这种类型折流板的普及应用。由于目前在1/4扇形折流板设计时都按等边扇形设计，而等边1/3扇形折流板也无法适应正三角形排列均匀布管方案。

发明内容

本发明目的是提供一种换热效率高、降低阻力损失、适合于正三角形排列布管的不等边三分扇形螺旋折流板管壳式换热器。

本发明为实现上述目的采用如下技术方案：

本发明包括圆筒形壳体、管束、左管板、右管板、流体进口接管、流体出口接管，两块管板同心布置并焊接在圆筒形壳体的两端，管束的每根管子都从一端管板穿入，再从右管板伸出，每个管子的管端都与管板焊接或胀接；流体进口接管、流体出口接管布置在圆筒形壳体的两端侧面；其特征在于：还包括若干块折流板，每块折流板倾斜布置在圆筒形壳体内，每块扇形折流板的投影约占据圆筒形壳体的内截面圆的三分之一，每块扇形折流板由一条椭圆曲边和两条直边构成，两条直边分别位于管束的自然间隔中，两条直边的长度一般不要求相等；以该扇形折流板相切椭圆的半短轴为基准线，基准线与壳体轴线垂直，且与该扇形折流板包含的正三角形排列布管的一条管孔中心连线重合或平行；两条直边与基准线的夹角相等；每块扇形折流板以基准线为轴倾斜；相邻两块折流板的后一块扇形折流板的前缘边与前一块扇形折流板的后缘边在折流板外圈首尾相接，每块扇形折流板上的管孔与管板上的管孔一一对应。

比较好的是：本实用新型的扇形折流板的直边呈阶梯状。

比较好的是：本实用新型的相互连接的扇形折流板为双头螺旋方式连接。

本实用新型的扇形折流板实为椭圆扇形，由一条椭圆曲边和两条直边构成，以该折流板相切椭圆的半短轴为基准线，基准线与该折流板包含的正三角形排列布管的一条管孔中心连线重合或平行；由于两条直边的位置都在管束的自然间隔中，长度一般不相等，但两条直边与基准线的夹角相等；两条直边的夹角随倾斜角β的不同将稍大于120°；相邻两块折流板的后一块折流板的前缘边与前一块折流板的后缘边在折流板外圈首尾相接，宜有少量重叠，重叠余量以方便钻孔且不干涉相邻管束为原则。三分椭圆螺旋折流板管壳式换热器的折流板也可不严格按三等分分隔，必要时可以采用阶梯形边来适应管束的自然间隔。三分椭圆螺旋折流板还可采用双头螺旋方式。

本实用新型采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：

1、壳侧流体由弓形折流板方案的蛇形流动变为本方案的螺旋流动。前者的流动方向不断改变，造成对传热没有贡献的局部阻力损失，而后者的流动方向基本不变，没有额外的阻力损失。由于各折流板覆盖了全部流体通道，且支撑点间距不变，位置逐步变化，避免了弓形折流板方案的流动死区和部分管束支撑跨距过大容易产生共振而造成振动破坏的问题，使得本方案不仅传热效率提高，流动阻力减小，而且强度条件改善。对于壳侧容积流速较大的场合，可采用双头螺旋折流板，以减小层距，缩小管束的支撑间距。