[发明专利]一种片状串联的管壳式换热器

说明书

本发明公开了一种片状串联的管壳式换热器，壳体上设有壳程进出液法兰，壳体端盖上设有穿壳转接头，壳体内部设有管程组件和折流板组件，其中管程组件由多个平行并列设置的片状同心圆形盘管通过焊接或高压专用卡套弯头和转接管串联而成，折流板组件由多个平行并列设置的针肋扰流板、固定多个针肋扰流板的定位杆、套设于定位杆上用于对针肋扰流板进行限位的短定位杆套和长定位杆套及安装于定位杆两端用于对短定位杆套和长定位杆套进行定位锁紧的锁紧螺母组成。本发明在有效解决高压氢气管程耐压的前提下，使得换热器结构更加灵活紧凑、换热性能更加高效、维修更加便捷，通过折流板组件的扰流设计，打破流体边界层以强化换热效果。

技术领域

本发明属于管壳式换热器技术领域，具体涉及一种片状串联的管壳式换热器。

背景技术

在加氢站，加氢机给燃料电池汽车车载氢系统快速加注高压氢气过程中，若不采取控温措施的氢气快速加注，会因氢气加注过程的压缩热和焦耳-汤普森效应，使得车载氢系统中气瓶内的温度快速上升，远超储氢瓶的许可使用温度范围，带来极大的安全隐患。因此氢气加注前，通常需要通过换热器对高压氢气进行预冷处理。

加氢站需要安全性高、耐高压、抗氢脆、可靠性好、结构紧凑尺寸小、加工安装维护简便、换热效率高的换热器，以满足高压氢气加注时的氢气快速预冷需求。但是目前市场上适合承压的商品化的换热器，包括常应用于列管壳式换热器、螺旋管式换热器以及在此基础上改型的各类换热器等，均难以同时满足加氢站高压氢气对换热预冷的相关要求，故亟需提出一种新型的耐高压紧凑型高效换热器以解决加氢预冷问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种结构紧凑灵活合理、加工安装简便且换热效果较好的可耐高压的片状串联的管壳式换热器。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种片状串联的管壳式换热器，包括壳体及通过锁紧螺栓密封固定于壳体两端的壳体端盖，其特征在于：所述壳体上设有壳程进出液法兰，壳体端盖上设有穿壳转接头，壳体内部设有管程组件和折流板组件，其中管程组件由多个平行并列设置的片状同心圆形盘管通过焊接或高压专用卡套弯头和转接管串联而成，折流板组件由多个平行并列设置的针肋扰流板、固定多个针肋扰流板的定位杆、套设于定位杆上用于对针肋扰流板进行限位的短定位杆套和长定位杆套及安装于定位杆两端用于对短定位杆套和长定位杆套进行定位锁紧的锁紧螺母组成，多个平行并列设置的针肋扰流板交替平行设置于多个平行并列设置的片状同心圆形盘管之间。

优选的，所述壳程进出液法兰通过焊接固定于壳体上，该壳程进出液法兰为液侧进出口，液体通过液侧进口进入壳体再通过折流板组件不断扰流后由液侧出口排出，管程组件流通介质为高压流体。

优选的，所述壳体两端分别设有连接法兰，壳体端盖上设有与壳体两端连接法兰相配的安装孔，壳体端盖与壳体两端的连接法兰通过锁紧螺栓连接固定，安装孔内侧设有用于安装O型密封圈的环形密封槽，O型密封圈安装于环形密封槽内，壳体端盖上设有管程组件穿壳时所用穿壳转接头对应的螺纹孔。

优选的，所述管程组件中的片状同心圆形盘管的数量根据换热量大小及壳体长度进行灵活装配，片状同心圆形盘管的进出口分布于片状同心圆形盘管两侧，相邻的片状同心圆形盘管之间通过焊接或高压专用卡套弯头和转接管串联连接，处于进气端的片状同心圆形盘管进口通过壳体端盖上的穿壳转接头与壳体外部的进气管道连接，处于出气端的同心圆形盘管出口通过壳体端盖上的穿壳转接头与壳体外部的出气管道连接。

优选的，所述折流板组件中的针肋扰流板外径与壳体内径相匹配，相邻的针肋扰流板上设有用于连接相邻的片状同心圆形盘管连接管的错位缺口，针肋扰流板的两侧分别设有用于扰流的圆柱形凸台，该圆柱形凸台的高度与相邻片状同心圆形盘管和针肋扰流板之间的间距一致，圆柱形凸台在针肋扰流板上呈圆周阵列排布。