[发明专利]一种U形管式换热器的布管方法

说明书

本发明公开了一种U形管式换热器的布管方法，其特征在于：该换热器包括管板和管口朝上竖向穿设在管板上的多根U形换热管，所述管板具有以横轴和纵轴划分形成的第一象限、第二象限、第三象限以及第四象限，所述各U形换热管的管口分别分布在不同的象限。本发明U形管式换热器的布管方式中，侧部区域中U形换热管为非轴对称的叉排，底部区域中U形换热管为常规的规则排列，形成沿横轴对称的U形换热区域，该布管中最内侧U形换热管的弯曲半径大、排管数量多，传热效率高、设备运行周期长、结构紧凑、减少设备直径、降低设备投资。

技术领域

本发明属于换热器技术领域，具体涉及一种U形管式换热器的布管方法。

背景技术

热交换器(简称换热器)在石油、化工、轻工、食品和原子能等许多工业部门发挥着重要的作用。换热器按结构可分为：固定管板换热器、U形管式换热器、浮头式换热器、填料函式换热器、板式换热器、绕管式换热器、蛇管式换热器、套管式换热器、夹套换热器等。

在高温高压高粘度流体环境下，因换热量较大，蛇管式换热器、套管式换热器、夹套换热器等不满足换热量需求。因流体粘度高，板式换热器、绕管式换热器不满足使用要求。因操作压力高，高温且管壳程温差大，固定管板式换热器、浮头式换热器和填料函式换热器不满足使用要求。因此，对于这种高温高压高粘度流体的换热器只能选用U形管式换热器。

对于这种高温高压高粘度流体而言，U形管式换热器若采用通用的排管方式，U形管束中心区域U形弯管段弯曲半径R较小，最小弯曲半径R等于两倍的换热管外径d，换热器运行数周后，弯管段易结焦堵塞，影响传热，管束需频繁冲洗，易造成换热管破裂，影响设备长周期运行。

现有专利中，如：中国发明专利公开号为CN102759298A“一种换热器管束的布置方式”，换热器管束采用列叉排布置，即相邻两列换热管束纵向相互错位。中国发明专利公开号为CN103017587A“一种凝结换热管束的布置方式”，所述凝结换热管束由多排管束形成，相邻两排的管束中，其中一排管束的中心线与另一排管束的侧边重合，即一排管束的中心线正好与另一排管束相切。换热器管束的布置方式都不适用于这种高温高压高粘度流体。

为此，发明一种用于高温高压高粘度流体U形换热管束的布管方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种避免流体短路、排管数量多以提高流体有效传热面积的U形管式换热器的布管方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案为：一种U形管式换热器的布管方法，其特征在于：该换热器包括管板和管口朝上竖向穿设在管板上的多根U形换热管，所述管板具有以横轴和纵轴划分形成的第一象限、第二象限、第三象限以及第四象限，所述各U形换热管的管口分别分布在不同的象限，且形成分布在第一象限、第二象限内的第一换热区域、分布在第三象限和第四象限内的第二换热区域，所述第一换热区域和第二换热区域呈相对称的开口朝向横轴的U形，且开口逐渐张大；

包括以下布管步骤：

1)将标号A01～A05的各U形换热管的一端管口依次沿U形的开口方向排布在第四象限内，对应的，各U形换热管的另一端管口依次沿与U形的开口相反的方向分布在第二象限内；

2)将标号A06～A10的各U形换热管的一端管口依次沿U形的开口方向排布在第三象限内，对应的，各U形换热管的另一端管口依次沿与U形的开口相反的方向分布在第一象限内；其中，A01～A05的管口与A06～A10的管口依次沿纵轴对称，A01～A05的管口与A10～A06的管口依次沿横轴对称；

3)将标号B01～B05的各U形换热管依次排布在A06～A10的后排，各U形换热管的一端管口依次沿U形的开口方向分布在第三象限内，对应的，各U形换热管的另一端管口依次沿与U形的开口相反的方向分布在第一象限内；