一种稳流装置长度变化的不可凝气体管式换热器制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种气液两相流多管式管壳式换热器，包括壳体，所述壳体两端分别设置封头，所述封头和壳体的连接位置设置管板，换热管连接两端的管板，汽液两相流中的气相是不溶或者难溶性气体，即换热过程中，气体不会溶于液体，其特征在于，所述换热管内设置用于减震降噪的稳流装置，同一根换热管内设置多个稳流装置，沿着换热管内流体的流动方向，所述稳流装置的长度先逐渐的减小到某一位置，然后从某一位置开始稳流装置的长度又逐渐的增加。本发明专利技术提供一种通过稳流装置的长度变化，在管道内存在气液两相流动时，最大程度减弱管道的振动，降低噪声水平，同时降低流动阻力。

An uncondensable gas tube heat exchanger with the change of the length of a steady flow device

The invention provides a gas-liquid two-phase flow multibarrel tube shell heat exchanger, which comprises a shell, the two ends of the shell are respectively arranged connecting position of the head, head and shell set tube plate heat exchanger tube plate are connected at both ends of the vapor-liquid two-phase flow in gas phase is not soluble or insoluble gas is in the process of heat exchange, no gas dissolved in the liquid, which is characterized in that the change in current device vibration arranged inside the heat pipe, a heat exchanger tube is provided with a plurality of flow device along the flow direction of the fluid in the heat pipe, the length of the device gradually stabilized reduced to a certain position, and then from one position to the steady flow device length increased gradually. The invention provides a way to minimize the vibration of the pipeline, reduce the noise level and reduce the flow resistance at the same time by changing the length of the steady flow device.

【技术实现步骤摘要】
一种稳流装置长度变化的不可凝气体管式换热器
本专利技术涉及一种管壳式换热器，尤其是涉及一种含有不凝气体的两相流动换热器。
技术介绍
含有不凝气体的两相流换热广泛地存在于换热装置中，例如在换热过程中混入了不凝气体，或者在流体运输过程中因为设备老化产生的不凝气体，还有例如天然气液化(主要成分为沸点-162℃甲烷、沸点-88℃乙烷、沸点-42℃丙烷等)过程中的不同沸点混合介质的冷凝、空气分离、混合冷剂制冷、石油或废塑料裂解、生物质气生产等行业的主要工艺过程。含有不凝气体的流体在换热过程中因为气相的存在，会导致换热效率低，恶化换热，流体流动过程不稳定，而且会导致撞击现象的发生。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气团空间，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。针对气液两相流的换热恶化问题，已经有人提出了新的解决方式来解决上述问题，例如公开号为CN105258535A专利申请，通过设置突刺破坏层流底层，通过“刺”和“孔”可以分别在不同高度上扰动流体，从而进行强化传热。但是上述技术并没有解决气液两相流换热器中的震动和噪音问题，而且上述的解决方式结构复杂，而且因为突刺的尺寸问题，无法保证换热管中部的整个横截面上的扰动，无法实现整体上的气相液相的均匀，噪音和震动问题依然严重。目前的解决震动和噪音的稳流装置的布置并没有根据减震和降噪的规律进行布置，导致管子内的流动阻力过大，减震降噪效果不好。针对上述问题，本专利技术提供了一种新式结构的稳流装置的换热器，从而解决上述的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新式结构的稳流装置的换热器，在管道内存在气液两相流动时，减弱气液两相流换热管内的振动，降低噪声水平，同时强化传热。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种气液两相流多管式管壳式换热器，包括壳体，所述壳体两端分别设置封头，所述封头和壳体的连接位置设置管板，换热管连接两端的管板，汽液两相流中的气相是不溶或者难溶性气体，即换热过程中，气体不会溶于液体，所述换热管内设置用于减震降噪的稳流装置，同一根换热管内设置多个稳流装置，沿着换热管内流体的流动方向，所述稳流装置的长度先逐渐的减小到某一位置，然后从某一位置开始稳流装置的长度又逐渐的增加。作为优选，沿着换热管内流体的流动方向，所述稳流装置的长度逐渐的减小的幅度越来越大。作为优选，沿着换热管内流体的流动方向，稳流装置的长度逐渐的增加的幅度越来越大。作为优选，换热管的长度为L，所述某一位置为换热管长度L的中间位置。作为优选，所述稳流装置包括芯体和外壳，所述芯体设置在外壳中，所述外壳与换热管内壁连接固定，所述芯体是由若干数量的管子邻接在一起组合而成。作为优选，通过在外壳和最外层管子之间的空间内设置嵌入物，使得管子之间紧密连接，同时使得管子固定在外壳中。作为优选，相邻管子之间设置小孔实现贯通。作为优选，换热管为多段结构焊接而成，多段结构的连接处设置稳流装置。作为优选，所述换热管内壁设置凹槽，所述稳流装置的外壳设置在凹槽内，所述外壳的内壁与换热管的内壁对齐。作为优选，换热管为多段结构焊接而成，多段结构的连接处设置稳流装置。作为优选，相邻稳流装置之间的距离为S，稳流装置的长度为C，换热管的外径为W，稳流装置的管子外径为D，满足如下要求：S/C＝a-b*LN(W/D)；其中LN是对数函数，a,b是参数，其中16<a<17,8<b<9；其中稳流装置的间距是以相邻稳流装置相对的两端之间的距离；34<W<58mm；7<D<12mm；14<C<23mm；50<S<70mm。作为优选，a＝16.7，b＝8.5。与现有技术相比较，本专利技术的具有如下的优点：1)本专利技术根据换热管内的气相液相的流动规律，使得所述稳流装置的长度先减小后增加，最大程度减弱管道的振动，降低噪声水平，同时降低流动阻力。2)本专利技术在换热管内设置多管式稳流装置，通过多管式稳流装置将两相流体分离成液相和气相，将液相分割成小液团，将气相分割成小气泡，抑制液相的回流，促使气相顺畅流动，起到稳定流量的作用，具有减振降噪的效果。3)本专利技术通过设置多管式稳流装置，相当于在换热管内增加了内翅片，强化了换热，提高了换热效果。4)本专利技术因为将气液两相在换热管的整个横截面位置上进行了分割，避免了现有技术中仅仅换热管内壁面进行分割，从而在整个换热管截面上实现扩大气液界面以及气相边界层与冷却壁面的接触面积并增强扰动，降低了噪音和震动，强化了传热。5)本专利技术通过在换热管长度方向上设置相邻稳流装置之间的距离、稳流装置的长度、管子的外径等参数大小的规律变化，从而进一步达到稳流效果，降低噪音，提高换热效果。6)本专利技术通过对多管式稳流装置各个参数的变化导致的换热规律进行了广泛的研究，在满足流动阻力情况下，实现减振降噪的效果的最佳关系式。附图说明图1是本专利技术的两相流管壳式换热器的结构示意图；图2是本专利技术的两相流管壳式换热器的换热管结构示意图；图3本专利技术稳流装置结构示意图；图4是本专利技术稳流装置在换热管内布置示意图；图5是是本专利技术稳流装置在换热管内布置的另一个示意图。图6是是本专利技术稳流装置在换热管内布置横截面示意图。附图标记如下：前封头1，封头法兰2，前管板3，壳体4，稳流装置5，换热管6、后管板7，封头法兰8，后封头9，支座10，支座11，管程入口管12，管程出口管13，壳程入口管14，壳程出口管15，管子51，稳流装置外壳51具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。本文中，如果没有特殊说明，涉及公式的，“/”表示除法，“×”、“*”表示乘法。需要说明的是，如果没有特殊说明，本专利技术提到的两相流是气液两相流，此处的气体是不溶或者难溶性气体，即在换热过程中，气体不会溶于液体。如图1所示的一种管壳式换热器，所述管壳式换热器包括有壳体4、换热管6、管程入口管12、管程出口管13、壳程入口接管14和壳程出口接管15；多个平行设置的换热管6组成的换热管束连接在前管板3、后管板7上；所述前管板3的前端与前封头1连接，后管板7的后端连接后封头9；所述的管程入口管12设置在后封头9上；所述的管程出口管13设置在前封头1上；所述的壳程入口接管14和壳程出口接管15均设置在壳体4上；两相流的流体从管程入口管12进入，经过换热管进行换热，从管程出口管13出去。所述换热管6内设置用于减震降噪的稳流装置5，同一根换热管6内设置多个稳流装置5，如图4所示，沿着换热管6内流体的流动方向(即从换热管的入口到换热管的出口)，所述稳流装置5的长度先逐渐的减小到某一位置，然后从某一位置开始稳流装置的长度又逐渐的增加。主要原因是因为流体中含有不凝气体，因此沿着流体的流动方向，不凝气体依然存在，不会因为换热管内流体放热而冷凝。从换热管6入口到换热管6中部，因为流体从前封头1进入换热管内，在换热管6的前部流动中，流体的震动和噪音相对少，因此此时可以将稳流装置之间的距离设置的大一些，既可以实现减震和降低噪音，同时还能够降低阻力。但是从换热管的中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气液两相流多管式管壳式换热器，包括壳体，所述壳体两端分别设置封头，所述封头和壳体的连接位置设置管板，换热管连接两端的管板，汽液两相流中的气相是不溶或者难溶性气体，即换热过程中，气体不会溶于液体，其特征在于，所述换热管内设置用于减震降噪的稳流装置，同一根换热管内设置多个稳流装置，沿着换热管内流体的流动方向，所述稳流装置的长度先逐渐的减小到某一位置，然后从某一位置开始稳流装置的长度又逐渐的增加。

【技术特征摘要】
1.一种气液两相流多管式管壳式换热器，包括壳体，所述壳体两端分别设置封头，所述封头和壳体的连接位置设置管板，换热管连接两端的管板，汽液两相流中的气相是不溶或者难溶性气体，即换热过程中，气体不会溶于液体，其特征在于，所述换热管内设置用于减震降噪的稳流装置，同一根换热管内设置多个稳流装置，沿着换热管内流体的流动方向，所述稳流装置的长度先逐渐的减小到某一位置，然后从某一位置开始稳流装置的长度又逐渐的增加。2.如权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，沿着换热管内流体的流动方向，所述稳流装置的长度逐渐的减小的幅度越来越大。3.如权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，沿着换热管内流体的流动方向，稳流装置的长度逐渐的增加的幅度越来越大。4.如权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，换热管的长度为L，所述某一位置为换热管长度的中间位置。5.如权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述稳流装置包括芯体和外壳，所述芯体设置在外壳中，所述外壳与换热管内壁连接固定，所述芯体是由若干数量的管子邻接在一起组合而成。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：郭春生，年显勃，刘勇，齐超，宋金圣，邓伊涵，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37