CN110375564A - 一种夹套换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种夹套换热器，包括反应器、夹套外壳和螺旋导流板，所述反应器套装于夹套外壳内，且与夹套外壳形成夹套腔体，用于供流体流过与反应器内物料换热，螺旋导流板的宽度和夹套腔体的宽度相适应，所述螺旋导流板设于夹套腔体内，螺旋导流板固定于夹套外壳内侧面上；螺旋导流板上设有折流装置，所述折流装置包括数个折流挡板，折流挡板在螺旋导流板形成的螺旋形通道内沿流体流动方向上下间隔均匀设置，所述折流挡板垂直固定在螺旋导流板上，所述折流挡板垂直于流体的流动方向。使用本发明消除了夹套腔体内的流动死角，延长了流体在夹套腔体中的行程，提高了流体与反应器内物料的换热效率，还有效破坏反应器外表面的层流内层，加快传热速率。

Description

一种夹套换热器
技术领域
本发明涉及换热设备技术领域，具体涉及一种夹套换热器。
背景技术
夹套换热器是化工、冶金、医药、电力、热能等涉及两种流体进行热量交换的各个行业中十分常用的工业生产设备。夹套换热器内流体的流动行为对换热器的传热速率具有重要影响。目前工业生产中运行的夹套换热器是流体在夹套腔体内流过，通过内侧板与容器内物料进行热量交换。这过程中流体流动速度慢，传热系数小，且流动存在死角，所以传热速率小、效果差。
另有一种换热器对夹套换热器进行了改进：将圆形管道剖开后，螺旋形焊在器壁外侧，形成截面为半圆形的螺旋形通道，流体在半圆形管道内流过与容器内物料进行热量交换。这种换热器内侧板传热面积没有充分利用、流体流量小阻力大，在很多场合不适用。
发明内容
本发明通过提供一种夹套换热器来解决现有夹套换热器换热面积利用率低、换热系数小、传热效果差、流体流量小和流体阻力大等技术问题。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：提供一种夹套换热器，其创新点在于：包括反应器、夹套外壳和螺旋导流板，反应器和夹套外壳均为圆柱体状，所述反应器套装于夹套外壳内，且与夹套外壳形成夹套腔体，用于供流体流过与反应器内物料换热，螺旋导流板的宽度和夹套腔体的宽度相适应，所述螺旋导流板设于夹套腔体内，螺旋导流板固定于夹套外壳内侧面上，夹套外壳的底部设有流体进口，侧面上端设有流体出口；
螺旋导流板上安装有折流装置，折流装置包括数个折流挡板，折流挡板在螺旋导流板形成的螺旋形通道内沿流体流动方向上下间隔均匀设置，折流挡板垂直固定在螺旋导流板上，折流挡板垂直于流体的流动方向。
进一步的，所述螺旋导流板和反应器外侧面之间留有缝隙，供少量流体短路快速通过。
进一步的，所述折流挡板靠近夹套壳体的侧面与夹套壳体内侧面紧密接触，所述折流挡板靠近反应器的侧面为与反应器同心的圆弧形，且所述圆弧形侧面呈锯齿状，使部分流体从折流挡板与反应器之间的间隙中流过。
进一步的，所述螺旋导流板的底端固定在夹套外壳的底部，顶端固定在流体出口位置，所述螺旋导流板形成的螺旋形通道下端和上端分别与流体进口和流体出口连通。
进一步的，所述反应器和夹套外壳的底部均为相互适应的同心圆弧状。
进一步的，所述反应器高度高于夹套外壳高度。
进一步的，所述的折流挡板为近似长方体状，所述折流挡板由金属材料制成。
进一步的，所述螺旋导流板上表面与下表面设置的折流挡板均相互错开。
进一步的，所述螺旋导流板形成的卷数、螺旋导流板形成的螺旋形通道的间距以及螺旋导流板的个数均可根据实际需要调整。
本发明和现有技术相比。产生的有益效果为：
（1）本发明的一种夹套换热器通过设置螺旋导流板使流体沿螺旋导流板形成的螺旋形通道流过夹套腔体，从而消除了夹套腔体内的流动死角，延长了流体在夹套腔体中的行程，提高了流体与反应器内的换热效率，另外螺旋导流板上表面与下表面设置的折流挡板均相互错开也可以消除流体流动死角对传热的影响。
（2）本发明的一种夹套换热器在螺旋导流板上上下间隔均匀设置折流挡板，折流挡板垂直于流体的流动方向，使流体流经折流挡板时，至少部分流体改变流向，从折流挡板与螺旋导流板之间的间隙穿过，进一步增加流体在螺旋形通道内的行程，加剧了流体在夹套腔体内的扰动，进一步提高夹套换热器的换热效率。
（3）本发明在一方面通过使螺旋导流板和反应器的外表面留有间隙，可供反应器外表面的少量冷却水短路快速通过，可以有效破坏反应器外表面的层流内层；另一方面，本发明折流挡板靠近反应器的侧面设为锯齿状，使部分流体从折流挡板与反应器之间的间隙中快速流过，也可以有效破坏反应器外表面的层流内层。层流内层的破坏可加快传热速率。
附图说明
为了更清晰地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种夹套换热器的正面结构示意图。
图2为本发明的一种夹套换热器的螺旋导流板的正面结构示意图。
图3为图2中的螺旋导流板的立体结构图。
图4为图2中的折流挡板和反应器连接处的示意图。
图5为流体在本发明的螺旋导流板形成的螺旋形通道内流动的示意图。
其中，1-反应器、2-夹套外壳、3-螺旋导流板、4-夹套腔体、5-流体进口、6-流体出口、7-螺旋形通道、8-折流挡板。
具体实施方式
下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供的一种夹套换热器，其具体结构如图1-3所示，包括反应器1、夹套外壳2和螺旋导流板3，反应器1和夹套外壳2均为圆柱体状，反应器1和夹套外壳2的底部均为相互适应的同心圆弧状。反应器1套装于夹套外壳2内，且与夹套外壳2形成夹套腔体4，用于供流体流过与反应器内物料换热，螺旋导流板3的宽度和夹套腔体4的宽度相适应，螺旋导流板3设于夹套腔体4内，螺旋导流板3固定于夹套外壳2内侧面上，螺旋导流板3和反应器1外侧面之间留有缝隙，供少量冷却水短路快速通过，以此来破坏反应器1表面的层内流层，层流内层指流体在沿固体表面流动时，在固体表面必然存在一层层流内层，在层流内层内流体以层流的方式流动，热量只能以传导的方式传过该层流内层，其传热阻力很大，层流内层的存在及厚度严重影响传热速率。夹套外壳2的底部设有流体进口5，侧面上端设有流体出口6；螺旋导流板3的底端固定在夹套外壳2的底部，顶端固定在流体出口6位置，所述螺旋导流板3形成的螺旋形通道7下端和上端分别与流体进口5和流体出口6连通。
本发明的螺旋导流板3上安装有折流装置，折流装置包括数个折流挡板8，折流挡板8在螺旋导流板3形成的螺旋形通道7内沿流体流动方向上下间隔均匀设置，折流挡板8垂直固定在螺旋导流板3上，折流挡板8垂直于流体的流动方向。螺旋导流板3上表面与下表面设置的折流挡板3均相互错开，该设置可有效消除流体流动死角对传热的影响，增强换热效果。折流挡板8为近似长方体状，折流挡板8由金属材料制成。
本发明的一种夹套换热器的折流挡板8靠近夹套壳体2的侧面与夹套壳体2内侧面紧密接触，折流挡板8靠近反应器1的侧面为与反应器1同心的圆弧形，且所述圆弧形侧面呈锯齿状，如图4所示，使部分流体从折流挡板8与反应器1外表面之间的间隙中快速流过，进一步破坏反应器1外表面的层内流层。
本发明的反应器1高度高于夹套外壳2高度，螺旋导流板形成的卷数、螺旋导流板形成的螺旋形通道的间距以及螺旋导流板的个数均可根据实际需要调整。螺旋形通道的间距越小或形成的卷数越多对传热的促进作用越大，螺旋导流板的个数增加则增加了流体的流通面积，可增加流体的流量。
本发明的一种夹套换热器的换热原理为：反应器1内物料反应放热，使换热流体从夹套外壳2底部的流体进口5流入，流体顺着螺旋导流板3形成的螺旋形通道7向上螺旋流动，消除流动死角。流动过程中通过折流挡板8不仅增加流体在夹套腔体4内的行程，提高流速，而且使得流体不断改变流动方向，加剧了流体在夹套腔体内的扰动，显著提高了换热效率，如图5所示，另外，在流体逐渐往上流动过程中，螺旋导流板3和反应器1之间留有的间隙供少量流体短路快速通过，破坏反应器1外表面的层流内层；折流挡板8靠近反应器1的侧面设为锯齿状，使部分流体从折流挡板8与反应器1之间的间隙中快速流过，也可以有效破坏反应器1外表面的层流内层，层流内层的破坏有效提高换热效率。流体向上逐渐充满夹套腔体4后，从流体出口6流出，流体进口5仍然持续向夹套腔体4内注入流体，使得流体持续与反应器1进行换热。
上面所述的实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进均应落入本发明的保护范围，本发明的请求保护的技术内容，已经全部记载在技术要求书中。

Claims (9)

1.一种夹套换热器，其特征在于：包括反应器、夹套外壳和螺旋导流板，所述反应器和夹套外壳均为圆柱体状，所述反应器套装于夹套外壳内，且与夹套外壳形成夹套腔体，用于供流体流过与反应器内物料换热，所述螺旋导流板的宽度和夹套腔体的宽度相适应，所述螺旋导流板设于夹套腔体内，所述螺旋导流板固定于夹套外壳内侧面上，所述夹套外壳的底部设有流体进口，侧面上端设有流体出口；
所述螺旋导流板上安装有折流装置，所述折流装置包括数个折流挡板，所述折流挡板在螺旋导流板形成的螺旋形通道内沿流体流动方向上下间隔均匀设置，所述折流挡板垂直固定在螺旋导流板上，所述折流挡板垂直于流体的流动方向。
2.根据权利要求1所述的一种夹套换热器，其特征在于：所述螺旋导流板和反应器外侧面之间留有缝隙，供少量流体短路快速通过。
3.根据权利要求1所述的一种夹套换热器，其特征在于：所述折流挡板靠近夹套壳体的侧面与夹套壳体内侧面紧密接触，所述折流挡板靠近反应器的侧面为与反应器同心的圆弧形，且所述圆弧形侧面呈锯齿状，使部分流体从折流挡板与内侧板与反应器之间的间隙中流过。
4.根据权利要求1所述的一种夹套换热器，其特征在于：所述螺旋导流板的底端固定在夹套外壳的底部，顶端固定在流体出口位置，所述螺旋导流板形成的螺旋形通道下端和上端分别与流体进口和流体出口连通。
5.根据权利要求1所述的一种夹套换热器，其特征在于：所述反应器和夹套外壳的底部均为相互适应的同心圆弧状。
6.根据权利要求1所述的一种夹套换热器，其特征在于：所述反应器高度高于夹套外壳高度。
7.根据权利要求1所述的一种夹套换热器，其特征在于：所述的折流挡板为近似长方体状，所述折流挡板由金属材料制成。
8.根据权利要求1所述的一种夹套换热器，其特征在于：所述螺旋导流板上表面与下表面设置的折流挡板均相互错开。
9.根据权利要求1所述的一种夹套换热器，其特征在于：所述螺旋导流板形成的卷数、螺旋导流板形成的螺旋形通道的间距以及螺旋导流板的个数均可根据实际需要调整。
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