[发明专利]内筒和漏斗分程式双壳程管壳式换热器

说明书

内筒和漏斗分程式双壳程管壳式换热器壳程中采用分程漏斗与分程内筒密封焊连接为一体的分程结构的创新，彻底消除了原有双壳程结构壳体介质在两壳程间的纵向狭长区域或环向区域短路泄漏导致的换热效率难以满足工艺要求的问题。同时根据工艺要求折流结构可任选螺旋折流板、折流杆或垂直板，分程内筒上开口靠近管板，出口接管位于接近管板的壳体下部，第一和第二壳程的流路都得到了加长，分程漏斗结构简单，制造容易，占用较少空间，增加了有效换热面积。本发明可使一台换热器取代两台换热器，大幅度提高了换热效率，且能满足工艺要求，即节约了原材料又能减少能源和制造成本，具有较高技术经济效益。

(一)技术领域

本发明应用于石油，化工，发电，冶金等行业工艺流程中的双壳程管壳式换热器。

(二)技术背景

目前在工业工艺流程中广泛应用单壳程管壳式换热器，但当壳程介质流速缓慢，换热效率较低时，提高换热效率最有效的办法就是大幅度提高壳程介质的流速。应用双壳程结构管壳式换热器，可将原单壳程管壳式换热器壳程流通截面积减小二分之一，流路加长一倍，流速及换热效率提高近两倍。

目前采用的矩形分程隔板式双壳程管壳式换热器双壳程结构，通常是一块宽度约等于壳体直径，长度小于壳体长度的矩形分程隔板水平的置于壳体中心，将筒内空间一分为二，矩形分程隔板宽度一端固定在管板水平中心线处，纵向两长边搭在壳体滑道上，介质从上部进口接管由前至后流入矩形分程隔板后部空间，再由后至前从下半部流入出口接管(图1)。这种结构因矩形分程隔板纵向两长边与壳体间无法进行密封连接，导致大量介质从矩形分程隔板两长边与壳体间纵向狭长的区域短路泄漏下去，使换热效率难以满足工艺要求。同时，折流结构只能选用折流杆或垂直板，无法选用螺旋折流板结构，因此压降较大。

近来采用的内筒和环形分程隔板式双壳程管壳式换热器的双壳程结构，是由内筒和环形分程隔板组成的分程结构将壳体分隔为第一壳程和第二壳程。环形分程隔板位于壳体进、出口接管中间，环形分程隔板内圆周与内筒前端焊接(图2)。这种分程结构虽然消除了矩形分程隔板两长边与壳体间纵向狭长的区域内发生的短路，却不可避免的在壳体内壁与环形分程隔板外圆周间环向产生一定的泄漏量，从而削弱了换热器的换热效率。同时因内筒前端和壳程右边接管远离管板，导致流路变短，减少了有效换热面积。

(三)发明内容

鉴于上述两种双壳程管壳式换热器存在的问题，本发明旨在公开一种结构更为合理的内筒和漏斗分程式双壳程管壳式换热器，以解决壳体介质在两壳程间的纵向狭长区域或环向区域短路泄漏导致的换热效率难以满足工艺要求的问题。

本发明的技术解决方案是这样实现的：

内筒和漏斗分程式双壳程管壳式换热器(图3)包括管箱、壳体、管板、换热管、折流板(螺旋折流板、折流杆或垂直板)、拉杆和定距管，其特征在于还包括分程内筒与分程漏斗构成的分程结构，分程内筒流通截面积约等于二分之一壳体截面积，长度小于壳体长，分程内筒一端固定在管板上，分程内筒上开有矩形缺口位于进口接管下方或靠近管板端，分程漏斗由两块可穿过换热管且垂直于换热管的环缺板和两块与换热管平行的矩形板构成(图4)或由一块可穿过换热管且垂直于换热管的环缺板和两块与换热管平行的矩形板构成(图5)，环缺板两直边与矩形板宽度边密封焊形成四棱体形漏斗，置于壳体进口接管下分程内筒开口上，四棱体形漏斗下部密封焊在分程内筒上，在壳体进口接管远离管板时，分程漏斗由一块环缺板和两块与换热管平行的延长至管板的矩形板构成，两矩形板一端与管板焊接固定，另一端与环缺板两直边密封焊，分程内筒上开口移至靠近管板端，分程漏斗下部密封焊在分程内筒上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是显而易见的：