一种直线均温导流的管壳式换热器制造技术

本发明专利技术提供了一种均温的管壳式换热器，出口管内设置从出口管内壁向出口管中心延伸的引流板，所述引流板包括从内壁延伸的第一直线壁和第二直线壁，其中第一直线壁与内壁连接处切线与内壁形成的锐角小于第二直线壁与内壁连接处切线与内壁形成的锐角，第一直线壁和第二直线壁朝向气体流动方向弯曲，第一壁和第二壁的交点位于第一直线壁与内壁连接处的下游，同时位于第二直线壁与内壁连接处的下游。本发明专利技术提供了一种新的管壳式换热器，通过在气体出口管内设置引流板，使得气体一部分沿着引流板流动引导至相反的方向，与相反方向进入的气体充分混合，从而实现气体的温度均匀，以实现进一步换热需要，提高产品使用寿命。提高产品使用寿命。提高产品使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种直线均温导流的管壳式换热器


[0001]本专利技术涉及换热器，尤其是涉及一种气体参与换热的管壳式换热器。

技术介绍

[0002]管壳式换热器被广泛应用于化工、石油、制冷、核能和动力等工业，由于世界性的能源危机，为了降低能耗，工业生产中对换热器的需求量也越来越多，对换热器的质量要求也越来越高。近几十年来，虽然紧凑式换热器(板式、板翅式、压焊板式换热器等)、热管式换热器、直接接触式换热器等得到了迅速的发展，但由于管壳式换热器具有高度的可靠性和广泛的适应性，其仍占据产量和用量的统治地位，据相关统计，目前工业装置中管壳式换热器的用量仍占全部换热器用量的70％左右。
[0003]气体加热器可以采取管壳式换热器的方式。若气体换热器在长期运行条件下存在堵灰、腐蚀、漏风等严重问题，导致气体换热器的出口气体的切向温差较大。同是因为换热器内部换热不均匀，也会导致出口气体不同位置的温度不均匀。当把气体分配到不同的场合进行运用时候，会因为气体温度不均匀导致出现过热或者过冷情况，对运行造成影响。
[0004]因此，针对上述的缺陷，本专利提出了一种新的管壳式换热器，旨在通过对管壳式换热器出口管设置分配器，以达到出口温度均匀，以实现进一步换热需要，提高产品使用寿命。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种新的换热管换热器，从而解决前面出现的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种均温的管壳式换热器，所述换热器包括上下集箱以及设置在上下集箱之间的换热管；所述换热器包括气体进口和气体出口，气体从气体进口流入，在换热器内与换热管内的流体进行换热，然后从气体出口流出，其特征在于，所述气体出口连接出口管，所述出口管内设置从出口管内壁向出口管中心延伸的引流板，所述引流板包括从内壁延伸的第一直线壁和第二直线壁，其中第一直线壁与内壁形成的锐角小于第二直线壁与内壁形成的锐角，第一直线壁和第二直线壁朝向气体流动方向延伸，第一壁和第二壁的交点位于第一直线壁与内壁连接处的下游，同时位于第二直线壁与内壁连接处的下游。
[0007]作为优选，沿着气体的流动方向，出口管内壁设置多排引流板，相邻排的引流板错列分布。
[0008]作为优选，交点与出口管内壁的距离为出口管直径的0.3
‑
0.5倍。
[0009]作为优选，第一直线壁的长度大于第二直线壁的长度。
[0010]作为优选，同一层的引流板与内壁连接的圆弧的总弧度是150－180
°
。
[0011]作为优选，第一直线壁的长度L2，第二直线壁的长度L1，第一线与内壁的锐角是A2，第二线与内壁的锐角是A1，沿着气体的流动方向上相邻引流板结构的间距S，即相邻引流板在内壁的中心点之间的距离，中心点就是第一直线壁、第二直线壁与内壁的连接点连
线的中点，满足如下要求：N=a
‑
b*Ln(M)，其中N=(L1+L2)/S，M=sin(A2)/sin(A1)；Ln是对数函数，0.3125<a<0.3130，0.1268<b<0.1272。
[0012]与现有技术相比较，本专利技术的扁平换热管具有如下的优点：1）本专利技术提供了一种新的管壳式换热器，通过在气体出口管内设置直线形引流板，使得气体一部分沿着引流板流动引导至相反的方向，与相反方向进入的气体充分混合，从而实现气体的温度均匀，以实现进一步换热需要，提高产品使用寿命。
[0013]2）本专利技术通过对引流板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，本专利技术对换热器的引流板结构进行优化，以达到最优的出口气体均温效果。
[0014]3）本专利技术通过合理的布局，使得相邻排的引流板结构错列布置，从而进一步充分混合气体，达到温度均匀。
[0015]4）本专利技术通过设置引流板沿着流体流动方向的尺寸和数量角度等参数的分布变化，进一步促进充分混合。
[0016]5）本专利技术通过对引流板的距离进行了广泛的研究，设计了最小距离的公式，充分满足混合需要，避免混合不均匀以及流动阻力增加问题，以达到最优的出口气体均温效果。
附图说明
[0017]图1是本专利技术换热器的结构示意图。
[0018]图2是本专利技术出口管设置引流板的轴向切面图。
[0019]图3是本专利技术出口管设置引流板的尺寸示意图。
[0020]图4是每层设置1块引流板的立体示意图。
[0021]图5是每层设置3块引流板的立体示意图。
[0022]图6是每层设置1块引流板的立体示意图。
[0023]图7是图6的出口管一侧的分解立体示意图。
[0024]附图标记如下：1换热管，2引流板，21第一直线壁，22第二直线壁，23交点，3入口管，4出口管，5、出口管6气体进口，7气体出口，8上集箱，9下集箱。
具体实施方式
[0025]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。
[0026]本文中，如果没有特殊说明，涉及公式的，“/”表示除法，
“×”
、“*”表示乘法。
[0027]图1公开了一种使得出口气体温度均匀的管壳式换热器。如图1所示，所述换热器包括上集箱8、下集箱9以及设置在上下集箱之间的换热管1；所述换热器包括气体进口6和气体出口7，气体从气体进口6流入，在换热器内与换热管1内的流体进行换热，然后从气体出口7流出。
[0028]作为一个改进，所述气体出口7连接出口管5，如图2所示，所述出口管5内设置从出口管内壁51向出口管中心延伸的引流板2，所述引流板2包括从内壁延伸的第一直线壁21和第二直线壁22，其中第一直线壁21与内壁形成的锐角小于第二直线壁22与内壁形成的锐
角，第一直线壁21和第二直线壁22朝向气体流动方向延伸，第一直线壁21和第二直线壁22的交点23位于第一直线壁21与内壁51连接处的下游，同时位于第二直线壁22与内壁连接处的下游。引流板2的形状是第一直线壁21和第二直线壁22以及内壁沿着出口管轴线旋转形成的形状。
[0029]本专利技术提供了通过在气体出口管内设置引流板，使得气体一部分沿着引流板流动引导至相反的方向，与相反方向进入的气体充分混合，从而实现气体的温度均匀，以实现进一步换热需要，提高产品使用寿命。而且通过设置第二直线壁，而且第二直线壁的倾斜度小，使得从对面方向导流过来的气体也能沿着第二直线壁方向向上方向运动，增加缓冲，减少流动阻力。
[0030]本专利技术引流板分别设置第一直线壁和第二直线壁，通过设置两个直线壁，使得气体的扰动效果更好，而且使得引流板接触内壁的面积增加，增加了稳定性。
[0031]作为优选，交点23位置处第一直线壁21与出口管的轴线形成30
‑
60
°
的夹角，优选夹角是45
°
。通过设置这一夹角，使得流体能够快速引导到对面的下游位置，而且还能进一步减少流动阻力。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种均温的管壳式换热器，所述换热器包括上下集箱以及设置在上下集箱之间的换热管；所述换热器包括气体进口和气体出口，气体从气体进口流入，在换热器内与换热管内的流体进行换热，然后从气体出口流出，其特征在于，所述气体出口连接出口管，所述出口管内设置从出口管内壁向出口管中心延伸的引流板，所述引流板包括从内壁延伸的第一直线壁和第二直线壁，其中第一直线壁与内壁形成的锐角小于第二直线壁与内壁形成的锐角，第一直线壁和第二直线壁朝向气体流动方向延伸，第一壁和第二壁的交点位于第一直线壁与内壁连接处的下游，同时位于第二直线壁与内壁连接处的下游。2.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，交点与出口管内壁的距离为出口管直径的0.3
‑
0.5倍。3.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，第一直线壁的长度大于第二直线壁的长度。4.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，同一层的引流板与内壁连接的...

【专利技术属性】
技术研发人员：范云鹏，亓新宏，郭光华，张帅，魏姗姗，梁慧媛，于晖，李虎，张冠敏，邱燕，冷学礼，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司泰安供电公司山东大学，
类型：发明
国别省市：