用于降低管板温差的开槽隔板结构及热交换器制造技术

本实用新型专利技术为一种用于降低管板温差的开槽隔板结构及热交换器，用于降低管板温差的开槽隔板结构包括隔板本体，所述隔板本体上设有多个第一通孔，各所述第一通孔用于穿设换热管；所述隔板本体的一侧面上设置凹槽部，所述凹槽部能允许流体流入。用于降低管板温差的开槽隔板结构抵靠紧贴于管板靠近壳程的一侧，壳程侧的介质在凹槽部处流动受限，甚至在凹槽部内形成死区，大大提高了壳程侧热阻，缩小了管板两侧的温差，减小了管板热应力，改善换热器管板的结构强度。管板的结构强度。管板的结构强度。

Slotted diaphragm structure and heat exchanger for reducing temperature difference between tube and plate

【技术实现步骤摘要】
用于降低管板温差的开槽隔板结构及热交换器


[0001]本技术涉及热交换器
，尤其涉及一种用于降低管板温差的开槽隔板结构及热交换器。

技术介绍

[0002]热交换器结构坚固、制造简单、有较高的可靠性，是石油化工装置中大量使用的设备。在热交换器的各部件中，管板是最重要也是最复杂的部件，其作用是排布换热管，分割管程和壳程流体，避免冷、热流体混合，同时受到管程、壳程压力和由管壳程温度差引起的热应力的影响。
[0003]在设备正常运行中，热应力对管板的影响较大，尤其当管程与壳程的操作温差比较大时，热交换器管板的温差应力值增加，当与压力应力叠加后，超过许用应力值时，可能发生塑性变形，影响管板的正常使用。在热交换器开车、停车时，由于管板的温度变化慢，换热管的温度变化快，在换热管和管板连接处会产生较大的热应力。当迅速停车或进气温度突然变化时，热应力往往会导致管板和换热管在连接处发生破裂。
[0004]因此，如何有效的降低热应力强度值是改善管板强度的关键，对提高热交换器安全性具有十分重要的意义。
[0005]由此，本专利技术人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种用于降低管板温差的开槽隔板结构及热交换器，以克服现有技术的缺陷。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种用于降低管板温差的开槽隔板结构及热交换器，用于降低管板温差的开槽隔板结构抵靠紧贴于管板靠近壳程的一侧，壳程侧的介质在凹槽部处流动受限，甚至在凹槽部内形成死区，大大提高了壳程侧热阻，缩小了管板两侧的温差，减小了管板热应力，改善换热器管板的结构强度。
[0007]本技术的目的是这样实现的，一种用于降低管板温差的开槽隔板结构，包括隔板本体，所述隔板本体上设有多个第一通孔，各所述第一通孔用于穿设换热管；所述隔板本体的一侧面上设置凹槽部，所述凹槽部能允许流体流入。
[0008]在本技术的一较佳实施方式中，所述凹槽部的面积大于隔板本体的侧面面积的60％。
[0009]在本技术的一较佳实施方式中，所述凹槽部包括多道平行间隔设置的直线凹槽，各所述直线凹槽的两端呈开放设置；各所述第一通孔呈贯通设置于各所述直线凹槽处。
[0010]在本技术的一较佳实施方式中，所述凹槽部包括螺旋形凹槽，各所述第一通孔呈贯通设置于所述螺旋形凹槽处。
[0011]在本技术的一较佳实施方式中，所述凹槽部包括多道同轴设置的环形凹槽，各所述第一通孔呈贯通设置于各所述环形凹槽处。
[0012]本技术的目的还可以这样实现，一种热交换器，包括换热器壳体和多个换热
管，所述换热器壳体的第一端能密封地设置管板且所述换热器壳体的第二端呈密封设置，所述管板远离所述换热器壳体的一侧能密封地连接中空的端头壳体；各所述换热管密封穿设通过所述管板，各所述换热管的两端均与所述端头壳体的内腔呈连通设置，所述端头壳体的内腔和各所述换热管的内腔构成管程，所述换热器壳体的内腔构成壳程；
[0013]所述换热器壳体内设置前述的用于降低管板温差的开槽隔板结构，所述隔板本体设置凹槽部的一侧抵靠于所述管板上，各所述换热管穿设通过所述第一通孔，所述第一通孔的内壁与所述换热管的外壁之间构成第一过流间隙，所述隔板本体的外周侧壁与所述换热器壳体的内壁之间构成第二过流间隙。
[0014]在本技术的一较佳实施方式中，所述换热器壳体内设置定距管，所述定距管用于顶抵所述隔板本体以使其抵靠于所述管板上。
[0015]在本技术的一较佳实施方式中，所述凹槽部包括多道平行间隔设置的直线凹槽，各所述直线凹槽的两端呈开放设置；各所述第一通孔呈贯通设置于各所述直线凹槽处；壳程内的流体通过第一过流间隙和第二过流间隙流入各所述直线凹槽。
[0016]在本技术的一较佳实施方式中，所述凹槽部包括螺旋形凹槽，各所述第一通孔呈贯通设置于所述螺旋形凹槽处；壳程内的流体通过第一过流间隙和第二过流间隙流入所述螺旋形凹槽。
[0017]在本技术的一较佳实施方式中，所述凹槽部包括多道同轴设置的环形凹槽，各所述第一通孔呈贯通设置于各所述环形凹槽处；壳程内的流体通过第二过流间隙流入各所述环形凹槽。
[0018]由上所述，本技术的用于降低管板温差的开槽隔板结构及热交换器具有如下有益效果：
[0019]本技术的用于降低管板温差的开槽隔板结构为结构件，能改变部分壳程介质的流动路径而不承压，无需进行强度校核，采用较薄的厚度即可满足结构要求，耐用，造价低廉，便于采购、制造与维修，可替换性强，具有良好的经济性能；本技术的用于降低管板温差的开槽隔板结构，可应用于降低管板温差的热交换器，还可以应用于其他各种存在温差变形的领域，尤其适用于管壳程温差大于100℃、壳程介质为饱和水的工况以及对管板条件要求苛刻的领域；
[0020]本技术的热交换器中，用于降低管板温差的开槽隔板结构抵靠紧贴于管板靠近壳程的一侧，用于降低管板温差的开槽隔板结构上设置凹槽部，且凹槽部贴紧管板，壳程侧的介质在凹槽部处流动受限，甚至在凹槽部内形成死区，大大提高了壳程侧热阻，使得管板的温度更接近管程侧，温度梯度大大降低，缩小了管板两侧的温差，减小了管板热应力，改善换热器管板的结构强度。在保证安全可靠的前提下，设计结构紧凑，具有良好的经济性能。本技术的用于降低管板温差的开槽隔板占用空间小，对换热管的传热面积影响微乎其微，对其他零部件无任何影响，确保热交换器的传热计算和结构设计与普通热交换器相同，易于该结构在新建和改造设备上的推广，具有广泛的适用性。
附图说明
[0021]以下附图仅旨在于对本技术做示意性说明和解释，并不限定本技术的范围。其中：
[0022]图1：为本技术的热交换器的示意图。
[0023]图2：为本技术的用于降低管板温差的开槽隔板结构的剖视图。
[0024]图3：为本技术的凹槽部为直线凹槽时的示意图。
[0025]图4：为本技术的凹槽部为螺旋形凹槽时的示意图。
[0026]图5：为本技术的凹槽部为环形凹槽时的示意图。
[0027]图中：
[0028]100、热交换器；
[0029]1、用于降低管板温差的开槽隔板结构；
[0030]11、隔板本体；
[0031]12、第一通孔；
[0032]131、直线凹槽；132、螺旋形凹槽；133、环形凹槽；
[0033]2、换热器壳体；
[0034]3、换热管；
[0035]4、管板；
[0036]5、端头壳体；
[0037]6、定距管。
具体实施方式
[0038]为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本技术的具体实施方式。
[0039]在此描述的本技术的具体实施方式，仅用于解释本技术的目的，而不能以任何方式理解成是对本技术的限制。在本技术的教导下，技术人员可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于降低管板温差的开槽隔板结构，其特征在于，包括隔板本体，所述隔板本体上设有多个第一通孔，各所述第一通孔用于穿设换热管；所述隔板本体的一侧面上设置凹槽部，所述凹槽部能允许流体流入。2.如权利要求1所述的用于降低管板温差的开槽隔板结构，其特征在于，所述凹槽部的面积大于隔板本体的侧面面积的60％。3.如权利要求2所述的用于降低管板温差的开槽隔板结构，其特征在于，所述凹槽部包括多道平行间隔设置的直线凹槽，各所述直线凹槽的两端呈开放设置；各所述第一通孔呈贯通设置于各所述直线凹槽处。4.如权利要求2所述的用于降低管板温差的开槽隔板结构，其特征在于，所述凹槽部包括螺旋形凹槽，各所述第一通孔呈贯通设置于所述螺旋形凹槽处。5.如权利要求2所述的用于降低管板温差的开槽隔板结构，其特征在于，所述凹槽部包括多道同轴设置的环形凹槽，各所述第一通孔呈贯通设置于各所述环形凹槽处。6.一种热交换器，包括换热器壳体和多个换热管，其特征在于，所述换热器壳体的第一端能密封地设置管板且所述换热器壳体的第二端呈密封设置，所述管板远离所述换热器壳体的一侧能密封地连接中空的端头壳体；各所述换热管密封穿设通过所述管板，各所述换热管的两端均与所述端头壳体的内腔呈连通设置，所述端头壳体...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹占飞，王健，刘敬，杜美婷，张文立，
申请(专利权)人：北京石油化工工程有限公司，
类型：新型
国别省市：