CN100573023C - 新型防短路螺旋折流板管壳式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型防短路螺旋折流板管壳式换热器，包括壳体、投影为360°/4的扇形螺旋折流板、换热管、拉杆，其特征在于还包括在三角形短路空间设防短路挡管、连接杆，投影为360°/4的扇形螺旋折流板两侧直边分别加宽，宽度大于防短路挡管直径的二分之一，还包括连接定位管，连接定位管从前至后贯穿相邻所述螺旋折流板的加宽重叠部位的投影中心线，与前后两端的螺旋折流板固定，其结构更合理更紧凑，杜绝了三角形短路空间的短路漏流现象，确保任何直径换热器都可大幅度提高换热效率，解决了螺旋折流板换热器不适用于大直径管壳式换热器的问题，增强了设备整体的刚性和防震抗震性能，并且制造及装配容易，降低了成本，提高了工效。

Description

新型防短路螺旋折流板管壳式换热器

(一)技术领域

本发明涉及石油、化工、发电、冶金、食品、制药等行业工艺流程中的管壳式螺旋折流板换热器。

(二)背景技术

近年来石油化工等行业广泛使用的管壳式螺旋折流板换热器，其壳程流型既不是垂直弓板形成的横向流，也不是折流杆形成的纵向流，而是一种按照螺旋曲线环绕壳体轴心盘旋流动的螺旋流，这种流型避免了垂直弓板型流动方式带来的直角转向的大压力降和滞留区，从而提高了流速，充分利用了换热面积，达到了提高换热效率、减少压力降、减少了结垢和沉淀物淤积作用。

第一代管壳式螺旋折流板换热器的螺旋折流板其结构为投影为360°/x的扇形板(1≤x≤16的整数)，每块倾斜一定角度的扇形板从壳体前到壳体后依次对接排列，形成了准螺旋折流通道，但是在每两块相邻扇形螺旋折流板交叉处的三角形空间，有大量介质从三角形空间短路漏流(见图1)，导致换热效率大幅度下降。以上弊端在直径大于1米的管壳式螺旋折流板换热器中尤为明显，甚至换热效率不如垂直弓板折流换热器。

为了解决上述问题，有人提出在每两块相邻扇形螺旋折流板交叉处的三角形空间焊三角形钢板，但实际制造难以实现。因为三角形钢板必须在穿管前与两两相邻螺旋折流板焊牢，焊牢后的螺旋折流板无法调整位置与姿态，换热管很难穿过焊牢后的螺旋折流板孔进入管板孔；而且三角形钢板只能在四管程结构设计中安置，而在大量采用的两管程结构设计中，有一半的三角形空间不能焊三角形钢板。因此这种防短路设想仅从制造角度考虑就难以实现。

(三)发明内容

鉴于上述螺旋折流板管壳式换热器的不足，本发明旨在公开一种结构更为合理的新型防短路螺旋折流板管壳式换热器，以便杜绝三角形短路空间，使任何直径的换热器都能设计成既制造、装配容易又节省材料，既刚性强、能耗小，又换热效率高、防振性能好的理想螺旋折流板管壳式换热器。

本发明的技术解决方案是这样实现的：

一种新型防短路螺旋折流板管壳式换热器，包括壳体、投影为360°/4的扇形螺旋折流板、换热管、拉杆，其特征在于还包括在三角形短路空间设防短路挡管、连接杆，投影为360°/4的扇形螺旋折流板两侧直边分别加宽，宽度大于防短路挡管直径的二分之一，所述防短路挡管是由数根空心梯形管组成的梯形管排，梯形管的两端斜度与扇形折流板的倾角相等，且梯形防短路挡管两端斜面分别紧贴两相邻螺旋折流板的投影重叠部位斜面，数量与防短路挡管相同的所述连接杆穿过两相邻螺旋折流板加宽重叠部位投影的中心线和三角形空间内的梯形防短路挡管管排，连接杆两端分别被紧固件紧固于两相邻直边交叉的螺旋折流板上。

上述在三角形短路空间设防短路挡管、连接杆的创新，可将防短路挡管、连接杆穿插过任何管程结构的三角形短路空间，由于连接杆与两端螺旋折流板的连接不采用焊接固定为一体的方法，而是采用可随意调节的紧固件的固定方法，螺旋折流板的位置与姿态可随时调整，换热管的装配变得非常容易，并且每块螺旋折流板被紧密的连接成无间断的，无三角形短路空间的理想螺旋折流通道，使介质沿着理想的螺旋通道无泄露地推进，确保了换热效率的大幅度提高，同时因结构连续和紧凑，又提高了设备的刚性和防振性；螺旋折流板两侧直边分别加宽宽度大于防短路挡管直径的二分之一，既满足了装配接杆孔和防短路挡管的需要，又极大的节约了材料和省去了加宽部分的钻换热管孔量，因螺旋折流板加宽部位无换热管排或减少换热管排穿过，螺旋折流板与换热管的装配变得非常顺畅，因而大幅度提高了工效和降低了生产成本。

所述新型防短路螺旋折流板管壳式换热器其特征在于还包括连接定位管，所述连接定位管从前至后贯穿相邻所述螺旋折流板的加宽重叠部位的投影中心线，与前后两端的螺旋折流板固定，所述的连接定位管是空心的两端封闭的金属管，其在加宽重叠部位的投影中心线上的确切位置和数量可根据壳体直径大小决定，但壳体直径大于1.2米时，穿过两相邻螺旋折流板加宽重叠部位投影的中心线的连接定位管至少设2根，因所述连接定位管设置在螺旋折流板加宽重叠部位的投影中心线处，有益于每块折流板的准确定位及穿管的精度，并进一步强化了折流板之间的连接，使得管束结构更紧凑，进而提高了管束的刚性和抗震性能，也避免了装配时的径向分离。

与现有技术相比，本发明的有益效果是显而易见的：

本发明所述的技术方案其结构更合理更紧凑，杜绝了三角形短路空间的短路漏流现象，确保任何直径换热器都可大幅度提高换热效率，解决了螺旋折流板换热器不适用于大直径管壳式换热器的问题，另一方面还特别增强了设备整体的刚性和防震抗震性能，并且制造及装配容易，降低了成本，提高了工效。

(四)附图说明

图1是现有的螺旋折流板的换热器的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图。

图中，1、壳体，2、拉杆，3、定距管，4、折流板，5、换热管，6、连接定位管，7、防短路挡管，8、连接杆，9、管板。

(五)具体实施方式

所述的新型防短路螺旋折流板管壳式换热器，其拉杆(2)的一端固定于壳体(1)一端管板(9)内表面上，另一端固定于相对应的最后一块所述螺旋折流板(4)上，定距管(3)分段套在拉杆(2)上，将所述螺旋折流板(4)按照一定螺距定位，倾斜为一定角度的若干块所述扇形折流板(4)依次交叉衔接形成螺旋通道；所述扇形螺旋折流板(4)应在装配前在倾斜为一定角度的胎具上将换热管孔、连接定位管孔、连接杆孔和拉杆孔钻好；所述连接定位管(6)贯穿壳体(1)前端至壳体(1)后端的相邻扇形螺旋折流板(4)加宽重叠部位投影的中心线，并与前后两端螺旋折流板(4)固定，于是，所述连接定位管(6)准确的将每块螺旋折流板定位并连接固定为具有刚性的螺旋笼体；然后将所述数根连接杆(8)穿过所述一块扇形螺旋折流板加宽重叠部位投影的中心线上的连接杆孔，套上位于三角形空间内的对应根数的梯形所述防短路挡管(7)，再穿过另一块与所述扇形螺旋折流板交叉的扇形螺旋折流板(4)加宽重叠部位投影的中心线上的连接杆孔，将连接杆两端分别用紧固件固定于相邻直边交叉的螺旋折流板(4)上，这样，所述连接杆(8)将每两相邻交叉的扇形螺旋折流板(4)和三角形空间内的梯形防短路挡管(7)紧密的连接在一起，使螺旋笼体内的三角形短路空间不再存在，最后将所有换热管(5)逐一***管板(9)和螺旋折流板(4)，换热管两端与管板(9)焊牢。

Claims (2)

1、一种新型防短路螺旋折流板管壳式换热器，包括壳体、投影为360°/4的扇形螺旋折流板、换热管、拉杆，其特征在于还包括在三角形短路空间设防短路挡管(7)、连接杆(8)，投影为360°/4的扇形螺旋折流板(4)两侧直边分别加宽，宽度大于防短路挡管(7)直径的二分之一，所述防短路挡管(7)是由数根空心梯形管组成的梯形管排，梯形管的两端斜度与扇形折流板(4)的倾角相等，且梯形防短路挡管(7)两端斜面分别紧贴两相邻螺旋折流板(4)的投影重叠部位斜面，数量与防短路挡管(7)相同的所述连接杆(8)穿过两相邻螺旋折流板(4)加宽重叠部位投影的中心线和三角形空间内的梯形防短路挡管(7)管排，连接杆(8)两端分别被紧固件紧固于两相邻直边交叉的螺旋折流板(4)上。

2、根据权利要求1所述的新型防短路螺旋折流板管壳式换热器，其特征在于还包括连接定位管(6)，所述连接定位管(6)从前至后贯穿相邻所述螺旋折流板(4)的加宽重叠部位的投影中心线，与前后两端的螺旋折流板(4)固定。

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