[发明专利]一种两相流管壳式换热器及其稳定装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种两相流动换热装置及其稳定装置，具体涉及一种具有减弱流动管道振动、降低噪声水平功能的两相流动稳定装置。

背景技术

两相流动及不稳定现象广泛地存在于换热装置、科研实验装置和工业生产设备中，例如流体进入换热设备会产生空间扩大导致的水锤现象，同是因为大量的产生，还会恶化换热。当两相工质的汽液相没有均匀混合且不连续流动时，大尺寸的液团会高速地占据汽团空间，导致两相流动不稳定，从而剧烈地冲击设备与管道，产生强烈震动和噪声，严重地威胁设备运行安全。已有的水锤消除或缓解装置大多是面向强迫循环回路，解决单相水锤问题，集中在防水锤止回阀工业领域，如“一种叶轮式防水锤静音止回阀”(专利号：ZL200910214544.7)，设置了整流罩、导流体和弹簧等复杂结构，可不考虑流阻因素，解决了止回阀关闭时产生的单相水锤现象。再例如CN101639374A公开的多相流整流装置，其中设置多管管子，上述结构复杂，费材料，成本高，因此逐渐不适应节能环保的需要。

针对上述问题，本发明提供了一种新的换热装置及其新式结构的两相流稳定装置，从而解决上述的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一套新的换热装置以及两相流动稳定装置，在管道内存在两相流动时，减弱管道的振动，降低噪声水平，同时提高热交换能力。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种两相流管壳式换热器，包括壳体，所述壳体两端分别设置封头，所述至少一个封头上设置两相流流体入口管，在流体入口管上设置套筒式两相流稳定装置，所述两相流稳定装置包括芯体，所述芯体包括多个同心管和肋片，所述肋片连接相邻的同心管。

作为优选，所述同心管和肋片上设置连通孔。

一种设置在两相流管道内的套筒式两相流稳定装置，包括芯体，所述芯体包括多个同心管和肋片，所述肋片连接相邻的同心管，从而在同心管和肋片之间形成多个小流道。

作为优选，所述同心管和肋片上设置连通孔。

作为优选，从管中心向外，相邻管之间的距离越来越小。

作为优选，从管中心向外，相邻管之间的距离越来越小的幅度不断的增加。

作为优选，小流道的截面积满足下列关系：

A_i,上≤A_i,下 (2)

式中，Ai为第i个小流道的流通面积,单位为mm²；N为小流道数量；η_A为面积比，根据管道尺寸和流动情况，通过优选实验获得，见经验公式3，η_A<1；A₀为管道的流通面积,单位为mm²。其中，式(1)的数学意义是全部管子的截面积总和大于或等于管道截面的η_A倍；式(2)是上层管子的截面积小于或等于下层管子的截面积。

一种两相流管道，所述管道内设置前面所述的稳定装置，所述稳定装置在管道内采取间隔的布置方式，在间隔式布置方式中，芯体结构的长度、间隔的距离满足下列关系：

L_i≥L_i,0 (4)

X_i≤X_i,0 (5)

式中，L_i为第i个芯体的长度,单位为mm；L_i,0为第i个芯体的最小允许长度,单位为mm，通过实验获取，见经验公式7；N为芯体的数量；X_i为第i个间隔的距离,单位为mm；X_i，0为第i个间隔的允许最大距离,单位为mm，通过实验获取，见经验公式8；M为间隔的数量；η_L为长度比，根据管道尺寸和流动情况，通过优选实验获得，见经验公式9，η_L≤1，其中，式(6)的数学意义是全部芯体的长度总和大于的管道长度的η_L倍。

一种两相流管壳式换热器，包括壳体，所述壳体两端分别设置封头，所述至少一个封头上设置两相流流体入口管，在流体入口管上设置入口管法兰，所述入口管法兰和管道法兰连接，其特征在于，在入口管法兰和管道法兰之间对夹套筒式两相流稳定装置，所述两相流稳定装置包括芯体，所述芯体包括多个同心管和肋片，所述肋片连接相邻的同心管。

与现有技术相比较，本发明的具有如下的优点：