[实用新型]旋流式换热器

说明书

[技术领域]

本实用新型涉及热交换设备技术领域，具体的说是一种旋流式换热器。 

[背景技术]

我国目前石油、化工等行业工艺流程中应用的冷换设备大量为管壳式换热器，这类具有结构简单、重量轻、造价低等优点，适用于各种高温、高压、复杂介质等苛刻工艺条件，在众多种类换热设备中占主导地位。但是，现有的管壳式列管换热器，其换热管大多为内、外表面都光滑的普通钢管，容易存在换热效率较低，易结垢和堵塞等问题，且在冷却液上进下出的情况下如只有下部一个出液口，一旦冷却液含杂质严重形成积垢最终会导致换热器堵塞，此时结垢堵塞情况首先发生在换热器底部的下出液口，下出液口一旦堵塞会导致冷却液无法循环而使换热器彻底失效。 

为了解决管壳式列管换热器易结垢和堵塞问题，考虑到利用流体流经时本身存具的冲击力可去除换热管内壁堵塞，因此出现了对换热管形状进行改造的方案，如国内专利CN202074869U公开的一种用于管壳式换热器的圆锥缩放管，其换热原理是利用该管道内壁的特殊结构，具体的说是利用连续套叠的圆锥管，上一节圆锥管的小径端插接在下一届圆锥管的大径端内，如此循环往复，利用圆锥管大径端构成该换热器内管的波峰，小径端构成该换热器内管的波谷。因此当流体流经时，由于管道内壁上的波纹，从而形成强烈湍流和强烈扰动，从而提高换热管的传热系数。但是，该换热管内壁形状的波动，仅能改变流体在运行方向上的流经路径，但是不能实质上改变流体流经的速率，因此仍存有缺 陷；考虑到利用冷却液进出口数量及摆放位置可解决上述问题，因此出现了对冷却液进出口数量及摆放位置进行改造的方案。 

[发明内容]

本实用新型的目的，在现有换热器壳程、管程结构及出液口数量及位置结构的基础上改进，提供一种能有效防止壳壁阻塞、结垢，且能有效防止壳壁阻塞、结垢带来设备的突发事故，有效减少和缓解安全生产隐患的旋流式换热器。 

为实现上述目的，设计一种旋流式换热器，包括壳程、冷却液、管程、冷却液进口和冷却液出口，其特征在于所述的壳程呈圆锥形，壳程内设有管程，壳程顶部横截面积大于底部横截面积，壳程上部一侧设有冷却液进口，壳程顶部设有冷却液辅助出口，壳程底部设有冷却液出口，所述的管程呈螺旋状，所述的管程顶部螺旋直径大于底部螺旋直径。 

一种旋流式换热器，包括壳程、管程、冷却液进口和冷却液出口，其特征在于所述的壳程上部为圆柱形，壳程下部为圆锥形，壳程内设有管程，壳程下部圆锥形顶部横截面积大于圆锥形底部横截面积，壳程上部圆柱形的上部一侧设有冷却液进口，壳程下部圆锥形底部设有冷却液出口，壳程上部圆柱形的顶部设有冷却液辅助出口，所述的管程呈螺旋状，管程顶部的螺旋直径大于底部螺旋直径。 

所述的冷却液进口沿切线方向进入壳程。 

所述冷却液为上进下出。 

本实用新型的旋流式换热器是根据换热器容易结垢堵塞而实用新型的一种 新型换热器，优点是不易形成结垢，不易堵塞，提高冷却效果，有效保证设备长周期运行，减少修理清洗工作强度和缓解安全生产隐患，一旦投入生产使用将产生巨大的经济效益，其在结构上具有以下优势： 

(1)壳程及管程均采用圆锥形构造，具体的说是上大下小的圆锥形，当冷却液从上口进入下口流出的中间流程，需要流经壳程内圆锥形的管程，由于受到重力及离心力的作用，冷却液流体的流速会愈来愈快，出液口流速加大、压强减小不仅可以有效带走冷却液中杂质以减少沉淀物，流速加大起到冲刷管程外壁和壳程内壁的作用，优点是换热器不易形成结垢而难以堵塞，圆锥形的上部由于换热面积增大，换热效果得到提高； 

(2)将所述的进液口改进为全部或部分沿切线方向进入壳程，作用是有效形成冷却液的旋流，由于冷却液是沿着壳程内壁切线方向进入而形成的旋流，圆锥形壳程又可以使旋流产生一定向下的作用力，在对壳程内壁垢层及管程外壁垢层进行冲刷的同时，向下作用力的旋流使冷却液中的杂质更好的从下出液口排出，其优点是换热器不易形成结垢，不易堵塞，冷却效果提高； 

(3)上下两个出液口组成的设计，实现在非正常情况下，即底部出液口出现堵塞时冷却液可以由上部出液口流出形成冷却液循环，可以排除换热器突然堵塞带来设备的突发事故，有效减少和缓解安全生产隐患。