[发明专利]一种套管式螺旋板换热器

说明书

技术领域

本发明属于换热器技术领域，具体涉及一种套管式螺旋板换热器。

背景技术

换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。

目前，市场上最常见的换热器是管壳式换热器。但是，常规的管壳式换热器，存在着换热效率较低，耗材量较大，且需要经常清洗，否则会造成堵塞的问题。螺旋板式换热器，是近年来新研发出来的一种换热器。与管壳式换热器相比较，螺旋板式换热器的换热效率高、结构紧凑、耗材量更低。但是，在使用过程中，通常需要从热流体传输的管线中单独引出一段管路进行螺旋板式换热器的安装，从而将热流体引流至换热器中。这样就增加了换热器对空间的额外占用，对换热器的安装使用产生了限制，尤其是针对一些空间狭小且铺设有大量管线的地方，使现有螺旋板式换热器的安装使用极其不方便。

发明内容

为了解决现有螺旋板式换热器在使用时，存在着占用空间大，使用不方便的问题，本发明提出了一种套管式螺旋板换热器。该换热器，包括管程组件和壳程组件，其中，所述管程组件包括管程管、管程进口和管程出口，并且所述管程管、所述管程进口以及所述管程出口位于同一直线上；所述壳程组件包括壳程管、壳程进口和壳程出口，且所述壳程管套设在所述管程管的外部。

优选的，该换热器还包括芯棒，所述芯棒穿设在所述管程管的内部；在所述芯棒的外表面与所述管程管的内表面之间设有管程分流螺旋板，在所述管程管的外表面与所述壳程管的内表面之间设有壳程分流螺旋板。

进一步优选的，所述管程分流螺旋板与所述壳程分流螺旋板的旋向反向设置。

进一步优选的，所述芯棒的外表面与所述管程管的内表面之间设有至少两个管程分流螺旋板，并且所述管程分流螺旋板沿所述管程管的圆周方向均布。

优选的，该换热器还包括分流板，所述分流板位于所述管程进口和所述管程管之间，并且与所述芯棒固定连接；其中，所述分流板上设有分流孔，所述分流孔的数量和通流面积与所述管程分流螺旋板的数量和通流面积相同，所述分流孔在圆周方向上的分布位置与所述管程分流螺旋板的起始端在圆周方向上的分布位置相对应。

优选的，该换热器还包括整流板，所述整流板位于所述管程出口和所述管程管之间，并且与所述芯棒连接；其中，所述整流板上设有多个整流孔，所述整流孔呈规则排列在所述整流板上，并且所有整流孔的通流面积总和与所有所述管程分流螺旋板的通流面积总和相同。

优选的，该换热器还包括管板，所述管程组件与所述壳程组件通过与所述管板的连接，实现两者之间的可拆卸式连接。

进一步优选的，所述管程进口、所述管程管以及所述管程出口三者之间依次通过法兰连接，并且在所述管程进口与所述管程管之间以及在所述管程出口和所述管程管之间分别设有一个所述管板。

优选的，所述壳程管位于两个所述管板之间，并且通过开孔盲法兰与所述管板连接；所述壳程进口和所述壳程出口与所述壳程管垂直固定连接。

优选的，所述管板上设有定位台阶；所述定位台阶的内孔直径小于所述分流板和所述整流板的直径尺寸，并且所述管板与所述管程组件连接时，两个所述管板上的定位台阶之间的距离与所述芯棒的长度相同。

采用本发明提供的套管式螺旋板换热器，对管线中热流体进行热交换，具有以下有益效果：

1、本发明的换热器通过采用由管程组件和壳程组件组成的套管形式，同时将管程组件中的管程进口和管程出口与管程管沿同一直线设置。此时，就可以将管程组件作为热流体管线的一部分，串联在管线中，同时将壳程组件套设在管程组件的外部，在两者之间通过冷流体。这样，通过将换热器串联在热流体管线中，不仅省去了引出额外的管路进行换热器安装连接时对空间的占用，而且可以实现热流体在管线传输过程中的热交换，简化了工艺流程，提高了整个热交换过程的效率。

2、在本发明中，通过在芯棒与管程管之间设置多个管程分流螺旋板以及在管程管与壳程管之间设置多个壳程分流螺旋板，并且将管程分流螺旋板与壳程分流螺旋板的旋向反向设置。这样，借助分流螺旋板可以将流体划分为多份，并且在螺旋板的作用下增加两种流体之间的热交换面积，提高热交换效率。同时，在螺旋板的引流导向作用下，使两种流体进行反向流动，从而增加两者接触位置处的热交换速度，进一步提高热交换效率。