一种百叶形折流板固定管板式换热器及加工安装方法技术

一种百叶形折流板固定管板式换热器及加工安装方法，属于石油化工、能源动力等工业中使用的换热器技术领域，其特征在于该换热器壳体内设置穿插安装于百叶形折流板上的换热管束，换热管束胀接或焊接固定于管箱与壳体间设置的固定管板上，前、后管箱上、下侧分别设置管侧进口和出口，壳体上下侧分别设置壳侧出口和进口，百叶折流板由折流圈与一定倾角的百叶片组成，壳侧流动流场均匀，壳侧流动死区小，同时，通过百叶折流板增强局部流体湍流度，提高了换热效率，降低了相同换热量下泵功消耗，结构紧凑，安装加工简易，不易结垢，使用寿命长，适用于流体流量大、泵功消耗大的石油化工、电厂等场合。

Shutter type baffle plate fixed tube plate heat exchanger and processing and mounting method

A louver baffle fixed tube heat exchanger and processing installation method, belonging to the technical field of heat exchangers used in petroleum chemical industry, power industry, which is characterized in that the heat exchanger shell is provided with the shutter type installed on the baffle plate heat exchange tube bundle heat exchanger tube, beam expansion or welding fixed on the tube box between the shell and the fixed tube plate, before and after the pipe box are respectively arranged upper and lower side of the tube side inlet and outlet are respectively arranged on the underside of the shell, the shell side of import and export, louver baffle by louver baffle ring and a certain angle, the shell side flow in uniform. The shell side flow dead zone, at the same time, through the shutter baffle to enhance local fluid turbulence, improves the heat exchange efficiency, reduces the same heat pump power consumption, compact structure, simple processing and installation, easy scaling, long service life The utility model is suitable for occasions with large flow rate and large pump power consumption, such as petrochemical industry, power plant, etc..

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一种百叶形折流板固定管板式换热器及加工安装方法，属于石油化工、能源动力等工业中使用的换热器的
，特别涉及一种百叶形折流板固定管板式换热器及百叶形折流板的加工安装方法的技术方案。
技术介绍
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，在化工，石油，食品及其他许多工业生产中占有重要地位。在化工生产中可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器等，应用广泛。其中以管壳式换热器居多，其具有制造容易，生产成本低，选材范围广，清洗方便，适应性强，处理量大，工作可靠，且能适应高温高压等一系列的优点。但常用的传统弓形折流板管壳式换热器存在诸多问题：(1)其壳侧形成“Z”字形受限外流，这种流动形式沿程阻力大，所需动力设备功率大；(2)垂直折流板后方易形成流动死区，导致换热效率下降且结垢严重；(3)具有一定速度的流体“横掠”管束，诱导换热管束产生震动，缩短其使用寿命。针对上述问题，近年来提出了一系列新型换热器结构，用以降低流动阻力，增强换热效率，诸如螺旋折流板换热器、折流杆换热器、帘式换热器及在弓形折流板基础上进行简单改进的换热器结构。其中螺旋折流杆换热器能有效减小流动死区，在传热效果和流动阻力方面有较大改进，但结构和制造安装复杂。折流杆换热器壳侧流体流动方向与管束平行，几乎实现了管程壳程流体的完全逆流，其防震、抗结垢性能好，流动阻力小；然其对壳侧流速及管束布置要求严格，在大量推广使观用上受到限制。纵现有技术，各种新型换热器都在一定程度上改善了使用传统换热所带来的弊端，但仍无法取代弓形折流板换热器推广使用。
技术实现思路
本专利技术一种百叶形折流板固定管板式换热器及加工安装方法，目的在于：为克服传统弓形折流板换热器的不足，提供一种百叶形折流板固定管板式换热器及百叶形折流板制作安装方法，本专利技术可减少换热器壳侧流动死区，降低流动阻力，增强流体湍流度，强化换热，其结构和安装制作简单。本专利技术一种百叶形折流板固定管板式换热器，其特征在于由管侧进口管箱1、壳体2、换热管束3、管侧流体进口4、管侧流体出口5、壳侧流体进口6、壳侧流体出口7、管侧出口管箱8、百叶形折流板9和管板10组成，其中管侧进口管箱1位于换热器的两端与管板10连接，管侧流体进出口焊接于管箱10上,换热管束3用胀接或焊接的方法固定在换热器两端的管板10上，穿插安装于百叶形折流板9中，百叶形折流板9在壳程内沿长度方向等距布置，壳侧流体进出口直接焊接于壳体上，管板10与壳体连为整体，其延长部分兼作法兰，与管箱1用螺柱和垫片连接，该换热器壳侧百叶形折流板9为呈倾角的百叶形结构，由百叶片12及折流圈11构成(具体结构见附图2)，换热管束3穿插固定于百叶形折流板9和位于壳体两侧的管板10上，百叶折流板9与换热管束3组装后套入壳体2中。上述一种百叶形折流板固定管板式换热器，其特征在于所述的百叶形折流板9呈倾角的百叶形结构的百叶片，每片叶片宽度为壳体直径的20％～25％，所述倾角θ角为10°～80°，其厚度依换热管无支撑跨距和壳体公称直径共同确定，范围是3mm～22mm。上述一种百叶形折流板固定管板式换热器，其特征在于所述的百叶形折流板9由百叶片与折流圈组成，在折流圈内部依百叶片角度下轨后，将百叶片插于折流圈导轨中以确保叶片角度的准确性。上述一种百叶形折流板固定管板式换热器，其特征在于所述流体由壳侧流体进口6进入后，流经百叶形折流板9，流体流动状态均匀，无相对滞流区，壳侧流动死区小，其传热面积大，使得换热器换热效率高。上述一种百叶形折流板固定管板式换热器，其特征在于所述管内流体由管侧流体进口4流入，经管侧进口管箱1进入换热管束3中，进行热量交换后进入管侧出口管箱8，通过管侧流体出口5流出；壳侧流体由壳侧流体进口6进入，外掠换热管束3，通过百叶形折流板9和换热管束3形成的通道后，由壳侧流体出口7流出。上述一种百叶形折流板固定管板式换热器的加工安装方法，其特征在于所述百叶形折流板9由两部分组成：折流圈11和若干百叶片12，折流圈外径与壳体内径相同，环宽可略厚于百叶片厚度，百叶片加工及折流板组装方法如下：第一步、百叶片12制作方法：1)取满足强度要求的板材，厚度选取按表1确定，最大无支撑跨距允许限度按表2确定。表1折流板厚度选取表表2最大无支撑跨距允许限度将板材点焊固定，以确保折流板管孔为同心圆，按换热管布置对管孔定位后进行钻孔，孔型为椭圆形，其长轴由下式确定：D1＝d/sinθ+2δ短轴为：D2＝d，其中，d为换热管外径，δ为百叶片厚度。钻孔完成后，标记折流板外圆，车外圆，即加工成圆形板材，其直径大于折流圈内径，取：D3＝D+d′，其中，d′为折流圈环宽，D为折流圈外径。2)对加工后的圆形板材直径进行等分，各等分段长为直径的20％～25％，从各等分点垂直于直径切割，叶片加工完成。第二步、百叶片插槽的制作方法：将折流圈11直径进行等分，份数与百叶片12份数相同，依等分点做垂直于直径的弦，弦的两端点即为百叶片12插槽加工基点，加工倾角θ为10°～80°，开槽，槽宽S＝δ+2，至此，将百叶片12插入插槽中，于百叶片12中心处与折流圈11焊接加固，保证百叶角度的准确性。本专利技术一种百叶形折流板固定管板式换热器及加工安装方法，其优点在于本专利技术的百叶形折流板固定管板式换热器及百叶形折流板的具体制作安装方法，其制作工艺简单，便于组装，适用范围广，其换热和阻力性能优于传统弓形折流板换热器。可广泛应用于石油化工和能源动力行业，能够取得显著的节能效果，符合高能行业节能减排的需求，具有良好的社会效益和经济效益，并具有广泛的推广应用前景。其流体流动状态及传热特征具有如下优点：(1)因百叶形折流板的存在，使流体分为若干股流过折流板，将壳程流动死区分散，流体流动均匀，该结构可避免流体因受横向阻挡产生的速度剧烈变化和动能损失，其压降较小；折流板处流体速度改变角度小，叶片导流作用明显。与传统弓形折流板换热器相比，其壳侧流动死区小，阻力大大降低，所耗泵功降低，设备抗结垢性能好。(2)由于流体分布均匀，换热管与流体接触充分，换热面积增加；同时百叶片对流体扰动形成漩涡尾流，增强流体扰动，局部传热增强，使其较之于弓形折流板换热器换热效率提高。(3)对其进行流场模拟分析发现，流速与温度梯度的夹角较小，温度场与速度场协同作用良好，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种百叶形折流板固定管板式换热器，其特征在于由管侧进口管箱(1)、壳体(2)、换热管束(3)、管侧流体进口(4)、管侧流体出口(5)、壳侧流体进口(6)、壳侧流体出口(7)、管侧出口管箱(8)、百叶形折流板(9)和管板(10)组成，其中管侧进口管箱(1)位于换热器的两端与管板(10)连接，管侧流体进出口焊接于管箱(10)上,换热管束(3)用胀接或焊接的方法固定在换热器两端的管板(10)上，穿插安装于百叶形折流板(9)中，百叶形折流板(9)在壳程内沿长度方向等距布置，壳侧流体进出口直接焊接于壳体(2)上，管板(10)与壳体(2)连为整体，其延长部分兼作法兰，与管侧进口管箱(1)用螺柱和垫片连接，该换热器壳侧百叶形折流板(9)为呈倾角的百叶形结构，由百叶片(12)及折流圈(11)构成，换热管束(3)穿插固定于百叶形折流板(9)和位于壳体两侧的管板(10)上，百叶折流板(9)与换热管束(3)组装后套入壳体(2)中。

【技术特征摘要】
1.一种百叶形折流板固定管板式换热器，其特征在于由管侧进口管箱(1)、壳体
(2)、换热管束(3)、管侧流体进口(4)、管侧流体出口(5)、壳侧流体进口(6)、壳侧
流体出口(7)、管侧出口管箱(8)、百叶形折流板(9)和管板(10)组成，其中管侧进
口管箱(1)位于换热器的两端与管板(10)连接，管侧流体进出口焊接于管箱(10)上,
换热管束(3)用胀接或焊接的方法固定在换热器两端的管板(10)上，穿插安装于百
叶形折流板(9)中，百叶形折流板(9)在壳程内沿长度方向等距布置，壳侧流体进
出口直接焊接于壳体(2)上，管板(10)与壳体(2)连为整体，其延长部分兼作法兰，
与管侧进口管箱(1)用螺柱和垫片连接，该换热器壳侧百叶形折流板(9)为呈倾角
的百叶形结构，由百叶片(12)及折流圈(11)构成，换热管束(3)穿插固定于百叶形
折流板(9)和位于壳体两侧的管板(10)上，百叶折流板(9)与换热管束(3)组装后套
入壳体(2)中。
2.按照权利要求1所述一种百叶形折流板固定管板式换热器，其特征在于所述
的百叶形折流板(9)呈倾角的百叶形结构的百叶片，每片叶片宽度为壳体直径
的20％～25％，所述倾角θ角为10°～80°，其厚度依换热管无支撑跨距和壳体
公称直径共同确定，范围是3mm～22mm。
3.按照权利要求1所述一种百叶形折流板固定管板式换热器，其特征在于所述
的百叶形折流板(9)，在折流圈(11)内部依百叶片(12)角度下轨后，将百
叶片(12)插于折流圈(11)导轨中以确保叶片角度的准确性。
4.按照权利要求1所述一种百叶形折流板固定管板式换热器，其特征在于所述
流体由壳侧流体进口(6)进入后，流经百叶形折流板(9)，流体流动状态均匀，
无相对滞流区，壳侧流动死区小，其传热面积大，使得换热器换热效率高。
5.按照权利要求1所述一种百叶形折流板固...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷勇刚，李亚子，宋翀芳，景胜蓝，王飞，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14