一种无流动死区的折流板安装结构及管壳式换热器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无流动死区的折流板安装结构及管壳式换热器。安装结构包括壳体、管板、换热管、折流板；折流板为波浪形，折流板设置有换热管孔；远离壳体的换热管孔为正常孔，靠近壳体的换热管孔为异型孔，该异型孔与换热管之间的间隙形成绕管式均匀引流孔。管壳式换热器包括壳体、管板、折流板、换热管；折流板为波浪形，折流板设置有若干个换热管孔以使换热管穿过并固定；远离壳体的换热管孔为正常孔；靠近壳体的换热管孔为异型孔，该异型孔与换热管之间的间隙形成绕管式均匀引流孔。本实用新型专利技术具有减少流动死区、增大壳程换热流体湍流强度、减少泵功损失、加大换热效率、结构简单、便于加工使用等优势。

【技术实现步骤摘要】
一种无流动死区的折流板安装结构及管壳式换热器
本技术涉及强化传热、流体力学、结构力学、换热器相结合的
，具体涉及一种无流动死区的折流板安装结构及管壳式换热器。
技术介绍
随着全球能源形势的日趋紧张，常规能源的日益减少，节能降耗越来越受到人们的重视。壳式换热器广泛应用于石油化工、电力、环保、能源等各种工业领域，主要作用是在工业生产中调节工艺介质温度以满足工艺需求以及回收余热以实现节能降耗。因此，对壳式换热器进行优化设计或结构改进，提高其换热性能降低其动力消耗关系到生产效率和节能降耗水平。传统的管壳式换热器壳程部分采用折流的方式，这种结构的缺陷是壳程流动死区大、流动阻力较大、流体垂直冲刷管束会形成管束振动，壳程流动死区的存在使得壳程容易结垢同时壳程内空间利用不充分，从而引起传热效率降低。
技术实现思路
针对现有技术上存在的不足，本技术提供一种无流动死区的折流板安装结构及管壳式换热器，以解决现有技术的管壳式换热器的壳程部分存在流动“死区”多、换热不均匀、换热效率低的缺陷。本技术的管壳式换热器有效减少流动“死区”，优化了管束结构和折流板的扰流功能，通过其带有的多涡旋流线型折流板和绕管式均匀引流管孔的结构优化设计，达到加大传热效的目的。为实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：一种无流动死区的折流板安装结构，包括壳体，设置于壳体两端的管板，设置于壳体两端且位于两管板内侧并与壳体内腔相连通的壳程流体入口和壳程流体出口，沿壳体长度方向设置且架设于管板间的若干个换热管，上下错位设置于壳体内且位于壳程流体入口和壳程流体出口内侧的若干个折流板；所述折流板为波浪形，所述折流板设置有若干个换热管孔以使换热管穿过并固定；远离壳体一侧的折流板上的换热管孔为正常孔，形状与换热管相适配；靠近壳体一侧的折流板上的换热管孔为异型孔，该异型孔由圆心为换热管孔最大外圆与该换热管孔正十字坐标线的交叉点、直径与换热管孔直径相等的四个圆弧段相交形成，该异型孔在容纳换热管时与换热管之间的间隙形成绕管式均匀引流孔。作为对上述技术方案的改进，所述折流板与壳体接触处的切角为90～135°。作为对上述技术方案的改进，所述折流板为半圆单弓型。本技术的无流动死区的折流板安装结构，若干个折流板在壳体内上下错位设置，管程流体从壳程流体入口流入，在壳体内进行多次折流后从壳程流体出口流出；折流板为波浪形，波浪形折流板使在壳程流体流经波峰和波谷时形成多个湍流区，形成不同方向的射流，增加换热效率；而靠近壳体一侧的折流板的异型孔的设计使得该异型孔由四个圆弧段组成，四个圆弧段与换热管形成面接触且接触面积大，形成对换热管稳定的支撑，稳定性好，同时异型孔在容纳换热管时与换热管之间的间隙形成绕管式均匀引流孔，在其四周均匀引导部分流体等量通过，形成穿孔流体，可以加强折流板后的扰动，进而减少死区的出现，减少传热损失。作为对上述技术方案的改进，本技术提供了一种管壳式换热器，包括壳体，设置于壳体两端的封头，位于封头与壳体端部之间的管板，设置于壳体两端且位于管板内侧并与壳体内腔相连通的壳程流体入口和壳程流体出口，上下错位设置于壳体内且位于壳程流体入口和壳程流体出口内侧的若干个折流板，沿壳体长度方向设置且架设于管板间的若干个换热管；一个所述的封头中部设置有隔板以该封头隔开形成上下两腔，该封头上部设置有管程流体入口以和该封头的上腔连通，该封头下部设置有管程流体出口以和该封头的下腔连通；所述管程流体从管程流体入口经上腔进入壳体上部的换热管，并从上部的换热管的另一端进入另一个封头的内腔，然后从壳体下部的换热管经过进入封头的下腔后从下部的管程流体出口溢出；所述折流板为波浪形，所述折流板设置有若干个换热管孔以使换热管穿过并固定；远离壳体一侧的折流板上的换热管孔为正常孔，形状与换热管相适配；靠近壳体一侧的折流板上的换热管孔为异型孔，该异型孔由圆心为换热管孔最大外圆与该换热管孔正十字坐标线的交叉点、直径与换热管孔直径相等的四个圆弧段相交形成，该异型孔在容纳换热管时与换热管之间的间隙形成绕管式均匀引流孔。作为对上述技术方案的改进，所述折流板与壳体接触处的切角为90～135°。作为对上述技术方案的改进，所述折流板为半圆单弓型。与现有技术相比，本技术具有的优点和积极效果是：本技术的无流动死区的折流板安装结构及管壳式换热器，具有减少流动死区、增大壳程换热流体湍流强度、减少泵功损失、加大换热效率、结构简单、便于加工使用等优势。具体的表现在以下几点：1、载冷剂在壳程中流动，经过折流板导流时，增加了涡流次数，增大了湍流强度，减少“死区”的产生，减轻了换热流体流动不均匀对换热器换热效果的影响；2、与简单的将折流板倾斜放置相比，此种结构的折流板减少了载冷剂流动死角，流线型的设计可以使换热器的换热更均匀；3、本技术提出的绕管式均匀引流管孔实现了穿孔流体的换热，与普通的打孔相比强化了穿板流体部分的传热，使得换热流体在壳程中的换热更加均匀从而提高了换热量；4、本技术提出的绕管式均匀引流管孔实现了穿孔流体的均匀化换热，与正方形换热孔相比，减少了正方形直角处换热的损失；5绕管式均匀引流管孔配合波浪形折流板使得通过折流板的换热流体可以向上或向下具有方向性的射流，进一步强化制造湍流的能力；6、本技术所提出的异型孔改进加工方法简单方便，并未对现有的加工工艺提出苛刻的要求，完全可以实施，具有实用性。附图说明图1为现有技术的管壳式换热器的结构示意简图；图2为本技术的管壳式换热器的主视结构示意图；图3为本技术的折流板的截面结构示意图；图4为折流板垂直设置时从壳体轴线方向观察到的结构示意图；图5为折流板斜置时从壳程轴线方向观察到的结构示意图；图6为折流板安装、换热管体安装的主视结构示意图；图7为折流板、换热管体安装的结构轴测图；图8为异型孔的正视结构示意图；图9为异型孔、绕管式均匀引流孔的形成过程结构示意图；附图标记：1、隔板；2、封头；3、壳程流体入口；4、壳程流体出口；5、管程流体入口；6、管程流体出口；7、换热管；8、管板；9、折流板；10、壳体；11、正常孔；12、异型孔；13、绕管式均匀引流孔。具体实施方式为使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本技术。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无流动死区的折流板安装结构，包括壳体，设置于壳体两端的管板，设置于壳体两端且位于两管板内侧并与壳体内腔相连通的壳程流体入口和壳程流体出口，沿壳体长度方向设置且架设于管板间的若干个换热管，上下错位设置于壳体内且位于壳程流体入口和壳程流体出口内侧的若干个折流板；其特征在于：所述折流板为波浪形，所述折流板设置有若干个换热管孔以使换热管穿过并固定；远离壳体一侧的折流板上的换热管孔为正常孔，形状与换热管相适配；靠近壳体一侧的折流板上的换热管孔为异型孔，该异型孔由圆心为换热管孔最大外圆与该换热管孔正十字坐标线的交叉点、直径与换热管孔直径相等的四个圆弧段相交形成，该异型孔在容纳换热管时与换热管之间的间隙形成绕管式均匀引流孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种无流动死区的折流板安装结构，包括壳体，设置于壳体两端的管板，设置于壳体两端且位于两管板内侧并与壳体内腔相连通的壳程流体入口和壳程流体出口，沿壳体长度方向设置且架设于管板间的若干个换热管，上下错位设置于壳体内且位于壳程流体入口和壳程流体出口内侧的若干个折流板；其特征在于：所述折流板为波浪形，所述折流板设置有若干个换热管孔以使换热管穿过并固定；远离壳体一侧的折流板上的换热管孔为正常孔，形状与换热管相适配；靠近壳体一侧的折流板上的换热管孔为异型孔，该异型孔由圆心为换热管孔最大外圆与该换热管孔正十字坐标线的交叉点、直径与换热管孔直径相等的四个圆弧段相交形成，该异型孔在容纳换热管时与换热管之间的间隙形成绕管式均匀引流孔。


2.根据权利要求1所述无流动死区的折流板安装结构，其特征在于：所述折流板与壳体接触处的切角为90～135°。


3.根据权利要求1所述无流动死区的折流板安装结构，其特征在于：所述折流板为半圆单弓型。


4.一种管壳式换热器，其特征在于：包括壳体，设置于壳体两端的封头，位于封头与壳体端部之间的管板，设置于壳体两端且位于管板内侧并与壳体内腔相连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘耀，盛伟，王蕊蕊，张培成，方永强，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：新型
国别省市：河南;41