[发明专利]一种逆流型螺旋折流板U型管束换热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种U型管束换热器，尤其是一种逆流型螺旋折流板U型管束换热器。

背景技术

U型管束换热器是高温高压换热器的主要形式。例如采用U型管束的给水加热器是发电厂系统的重要设备，特别是高压加热器除了蒸汽凝结段，还带有内置式过热蒸汽冷却段和疏水冷却段，由于给水加热器中的蒸汽冷却段和疏水冷却段分别位于U型管束的进出口段，因此必须进行逆流换热。目前所采用的结构大多是弓形折流板通道，存在有流动死区，传热系数较低，阻力损失较大且容易诱导振动和结垢等缺陷。由于上述蒸汽冷却段和疏水冷却段的区域都是半圆柱形的，因而普通的以圆柱形空间展开的螺旋折流板换热器的结构无法应用。

现有的螺旋折流板换热器都是布置在圆柱形空间内的，围绕圆柱形的轴线展开螺旋流动，但对于逆流型U型管束换热器需要将其分成两个半圆柱形，分别围绕U型管束的两组直管段管腿展开流动传热。鉴于弓形折流板存在的缺陷，欲在半圆柱形内布置螺旋折流板，必须摒弃关于螺旋流动的传统思维模式。

针对逆流U型管束，有人提出了一种马蹄形连续螺旋折流板U型管式换热器，其思路是将U型管束的两组直管段管腿分别设置在两个圆柱形的筒体内，采用连续螺旋折流板对壳侧流体强化传热，然后用与筒体相同直径的弯管将两个筒体连接起来。但是该发明却忽略了如何实现穿管的问题。

发明内容

本发明目的是提供一种能够实现逆流型传热的螺旋折流板U型管束换热器。

本发明为实现上述目的采用如下技术方案：

一种逆流型螺旋折流板U型管束换热器，由U型管束芯体、带有法兰的壳体和水室组成；所述壳体上靠近法兰一端的上、下半个筒体上分别布置壳侧流体的进口和壳侧流体的出口，所述水室内分隔成上、下两个空间，所述水室的封头上分别布置管侧流体的出口和管侧流体的进口；所述U型管束芯体由U型管束、螺旋折流板组件、管板、拉杆套管组件、纵向分隔板组成；所述纵向分隔板长度方向的一端与管板相接，另一端贴近U型管束弯管段，其宽度方向的两条边上均设有密封条，与壳体的内壁相接，所述纵向分隔板可将壳体的内部分隔成上下两个半圆柱形空间，所述上下两个半圆柱形空间在U型管束的弯管端相通；

其特征在于，所述螺旋折流板组件由一组圆缺状折流板和一组圆弧端条状折流板组成；两组折流板上下排列，且圆缺状折流板和圆弧端条状折流板间隔排列，圆弧端条状折流板的宽度和圆缺状折流板的圆缺高均为二分之一折流板投影圆半径减去二分之一纵向分隔板厚度再加上二分之一管排间距，使两者包含一排管子的重叠区；在上半圆柱形空间布置时，圆缺状折流板在上，圆弧端条状折流板在下；反之，在下半圆柱形空间布置时，圆缺状折流板在下，圆弧端条状折流板在上；所述圆缺状折流板为平板，其工作状态的板面垂直于换热器的轴线，其表面分布的管孔均与板面垂直；所述圆弧端条状折流板分成三部分，中部为倾斜段，其工作状态的板面法线与换热器轴线的夹角为折流板的倾斜角，其表面分布的管孔与板面亦有相同的倾斜角，其左右两端分别为左折平段和右折平段，两者的板面垂直于换热器的轴线，其表面分布的管孔均与板面垂直；所述圆弧端条状折流板的三段通过折弯方法形成；所述螺旋折流板组件由拉杆套管组件与管板连接固定成一体；U型管束每根U型管的两条管腿都分别穿过上下两组螺旋折流板组件和管板的对应管孔；由此可形成逆流型螺旋折流板U型管束换热器中分别围绕上下两个半圆柱形空间布置的螺旋通道。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：