CN112923776B - 一种管壳式换热器用弓形折流板 - Google Patents

Abstract

一种管壳式换热器用弓形折流板，包括若干个相连的折流板单元，每个折流板单元包括支撑板、管孔、挡水圆柱、圆周挡板和月牙形挡水板；其中，支撑板为圆缺形，支撑板两端设置有月牙形挡水板；支撑板的顶部设置有圆周挡板，支撑板的两侧面上竖直方向中线位置处布置有一排挡水圆柱，挡水圆柱与月牙形挡水板之间开设有若干用于安装换热管的管孔。通过月牙形挡水板阻碍液体工质沿换热管方向的流动，通过挡水圆柱防止液体工质沿竖直方向中线位置的流动造成的水侧短路。通过圆周挡板将折流板与换热器筒体的接触由线接触变为面接触，增大接触和密封面积。

Description

一种管壳式换热器用弓形折流板

技术领域

本发明属于管壳式换热器领域，具体涉及一种管壳式换热器用弓形折流板。

背景技术

管壳式换热器具有结构简单、可靠性高、适应性强等优点，因而在化工、电力、能源等大量工业领域中有着广泛的应用。折流板是管壳式换热器的重要组成结构，可以起到引导壳侧工质流动方向、提高流速、增强湍流程度进而起到增强换热的效果，对于管壳式换热器的换热效果起着至关重要的作用。在实际应用中，常常存在由于折流板结构不合理、密封不严等原因导致壳侧工质沿管束反向流动，而不从管束间流动进行有效换热的问题，这一类现象被称为水侧短路。如何避免这一问题的出现是管壳式换热器设计的关键问题之一。同时折流板的安装便利也是其设计过程中需要考虑的重要因素。

发明内容

本发明的目的在于解决管壳式换热器内弓形折流板与筒体密封困难，从而容易导致水侧短路的问题，以及折流板拼插安装不便的问题等。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种管壳式换热器用弓形折流板，包括若干个相连的折流板单元，每个折流板单元包括支撑板、管孔、挡水圆柱、圆周挡板和月牙形挡水板；其中，支撑板为圆缺形，支撑板两端设置有月牙形挡水板；支撑板的顶部设置有圆周挡板，支撑板的两侧面上竖直方向中线位置处布置有一排挡水圆柱，挡水圆柱与月牙形挡水板之间开设有若干用于安装换热管的管孔。

本发明进一步的改进在于，位于支撑板一侧的挡水圆柱的端部设有第二凸起，位于支撑板另一侧的挡水圆柱的端部设有第二凹陷。

本发明进一步的改进在于，圆周挡板与月牙形挡水板位于同一个圆周上。

本发明进一步的改进在于，圆周挡板的宽度与两节相邻的支撑板的间距相同。

本发明进一步的改进在于，圆周挡板与月牙形挡水板的外壁面上设置有密封材料或遇水膨胀密封胶。

本发明进一步的改进在于，月牙形挡水板的一端设有第一凸起，另一端设有第一凹陷。

一种如上所述的管壳式换热器用弓形折流板的制备方法，采用注塑或3D打印工艺制备多个折流板单元，采用拼插的方式将多个折流板单元相连，形成管壳式换热器用弓形折流板。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明通过在支撑板上设置圆周挡板，实现了折流板与换热器筒体之间的线接触向面接触的改变，有效增大了接触和密封面积，有利于减小折流板和换热器筒体之间的水侧短路。同时圆周挡板方便了密封材料或遇水膨胀胶的使用，可进一步强化密封效果。支撑板竖直方向中线位置处设置挡水圆柱，以及挡水圆柱两侧的月牙形挡水板可以有效防止液体工质沿中线处以及两侧的短路发生。

进一步的，挡水圆柱与月牙形挡水板两侧的凹凸设计方便了折流板的拼插与安装。

附图说明

图1为本发明多个折流板单元拼插使用时的结构示意图。

图2为本发明多节折流板拼插使用时第二种实施方式的结构示意图。

图3为本发明一个折流板单元的正面结构示意图。

图4为本发明一个折流板单元的反面结构示意图。

图5为本发明的正视图。

其中：1为圆周挡板，2为月牙形挡水板，3为管孔，4为挡水圆柱，5为支撑板，6为换热管，7为长条状月牙形挡板，8为T形挡板，2-1为第一凸起，2-2为第一凹陷，4-1为第二凸起，4-2为第二凹陷。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

参照图1-图5，本发明一种管壳式换热器用弓形折流板，包括若干个相连的折流板单元，每个折流板单元包括支撑板5、管孔3、挡水圆柱4、圆周挡板1和月牙形挡水板2；其中，支撑板5主体为圆缺形，直径略小于换热器筒体内径，支撑板5两端设置有月牙形挡水板2；，供液体工质在相邻折流区域之间流动。支撑板5上开有管孔3，管孔3直径略大于换热管6外径，换热管6穿过管孔3，管孔3起到固定位置与支撑的作用。

支撑板5两侧没有布置管孔3的位置设置有月牙形挡水板2，支撑板5的两侧面上竖直方向中线位置处布置有一排挡水圆柱4，即挡水圆柱4与月牙形挡水板2之间的支撑板5上开设有若干用于设置换热管6的管孔3。月牙形挡水板2对液体工质的流动进行阻挡，并缩小流通面积和提高流速。月牙形挡水板2的一端设有第一凸起2-1，另一端设有第一凹陷2-2。在安装折流板时将相邻两节折流板对应的第一凸起2-1和第一凹陷2-2进行拼插即可实现折流板的连接。

位于支撑板5一侧的挡水圆柱4的端部设有第二凸起4-1，位于支撑板5另一侧的挡水圆柱4的端部设有第二凹陷4-2。圆周挡板1与月牙形挡水板2位于同一个圆周上。圆周挡板1的宽度与两节相邻的支撑板5的间距相同。

在安装折流板时将相邻两节折流板对应的第二凸起4-1和第二凹陷4-2进行拼插即可实现折流板的连接。

圆周挡板1与月牙形挡水板2的外壁面上设置有密封材料或遇水膨胀密封胶，用以加强折流板和换热器筒体之间的密封。

本发明中换热管方形布置时，竖直方向中线位置处存在空白区域，若不加处理会导致冷却工质沿次区域流动而不从换热管间隙流动，导致水侧短路进而削弱换热效果。为避免此类问题，本发明提出的结构在支撑板竖直方向中线位置布置有一排挡水圆柱，其直径略大于换热管，数量和尺寸可根据需要进行调节。挡水圆柱可以和折流板一体成型，也可在折流板上相应位置开设圆孔，安装完成后整体***盲管。挡水圆柱的设计可以阻碍液体工质沿中线流动带来的短路问题。同时圆柱之间留有空隙，使得两侧的液体工质可以相互连通，有利于两侧液体流量分布的均衡，促进各换热管实现均匀换热。

折流板两侧月牙形区域没有换热管布置，因此设计了月牙形挡水板2将这部分区域遮挡，这一区域可以缩小流动面积以增加流速，增强换热效果，同时方式液体短路的发生。

折流板直径需小于换热器筒体内径，二者间需留有空隙以方便折流板***筒体进行安装。这一空隙将导致二者间难以密封，从而导致严重的水侧短路，削弱换热效果。若空隙设计过小将使折流板难以***换热器筒体，带来安装困难。为解决这一问题，本发明提出在弓形折流板外延布置一圈圆周挡板。圆周挡板内径与支撑板相同，其主体为圆筒形状，一侧开有和支撑板相同的月牙形缺口。圆周挡板宽度和弓形折流板间距相同。通过圆周挡板，将原有的弓形折流板与换热器筒体之间的线接触变为面接触，增大接触和密封面积，以强化密封效果。圆周挡板外侧可增设密封件或涂覆遇水膨胀密封胶，以完全堵住折流板和换热器筒体之间的空隙，防止水侧短路的发生。

为了方便折流板之间的拼插和连接，月牙形挡水板和挡水圆柱均在一侧设置有凸起，另一侧对应位置设置有凹陷，在安装时将一节折流板的凸起位置对饮***上一节的凹陷位置处即可实现连接。

上述弓形折流板的制备过程如下：

参见图1，方法1：采用注塑或3D打印等工艺，加工制备多个折流板单元，并采用拼插的方式，将多个折流板单元相连，形成管壳式换热器用弓形折流板。

参见图2，方法2：采用整体注塑或3D打印等工艺，多节折流板两侧共用同一个长条状月牙形挡板7，单独加工中间每节折流板的T形挡板8部分，并***长条状月牙形挡板7中组装，形成管壳式换热器用弓形折流板。即本发明的弓形折流板可以通过两种方法制备，方法2与方法1的不同在于，圆周挡板1分为3个部分，包括两侧的第一端板和第二端板以及用于连接第一端板和第二端板的中间板，将多个折流板单元的第一端板以及多个折流板单元的第二端板均制备成长条状月牙形挡板7，然后将中间板与支撑板相连，得到T形挡板8。

本发明通过月牙形挡水板阻碍液体工质沿换热管方向的流动，通过挡水圆柱防止液体工质沿竖直方向中线位置的流动造成的水侧短路。通过圆周挡板将折流板与换热器筒体的接触由线接触变为面接触，增大接触和密封面积，方便密封材料或遇水膨胀胶的使用，进一步加强折流板和换热器筒体之间的密封。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种管壳式换热器用弓形折流板，其特征在于，包括若干个相连的折流板单元，每个折流板单元包括支撑板(5)、管孔(3)、换热管(6)、挡水圆柱(4)、圆周挡板(1)和月牙形挡水板(2)；其中，所述支撑板(5)为圆缺形，所述支撑板(5)两端无所述换热管布置的月牙形区域设置有所述月牙形挡水板(2)，缩小流动面积以增加流速，增强换热效果，同时防止无所述换热管布置的月牙形区域液体短路的发生；所述支撑板(5)的顶部设置有所述圆周挡板(1)，所述支撑板(5)的两侧面上竖直方向中线位置处布置有一排所述挡水圆柱(4)，所述支撑板(5)位于所述挡水圆柱(4)与所述月牙形挡水板(2)之间开设有若干用于安装所述换热管(6)的所述管孔(3)，所述挡水圆柱(4)的直径略大于换热管的直径，所述挡水圆柱之间设有空隙，从而阻碍液体工质沿中线流动带来的短路，同时使得所述挡水圆柱两侧的液体工质可以相互连通，有利于两侧液体流量分布的均衡，促进各换热管实现均匀换热。

2.根据权利要求1所述的一种管壳式换热器用弓形折流板，其特征在于，位于支撑板(5)一侧的挡水圆柱(4)的端部设有第二凸起(4-1)，位于支撑板(5)另一侧的挡水圆柱(4)的端部设有第二凹陷(4-2)。

3.根据权利要求1所述的一种管壳式换热器用弓形折流板，其特征在于，圆周挡板(1)与月牙形挡水板(2)位于同一个圆周上。

4.根据权利要求1所述的一种管壳式换热器用弓形折流板，其特征在于，圆周挡板(1)的宽度与两节相邻的支撑板(5)的间距相同。

5.根据权利要求1所述的一种管壳式换热器用弓形折流板，其特征在于，圆周挡板(1)与月牙形挡水板(2)的外壁面上设置有密封材料或遇水膨胀密封胶。

6.根据权利要求1所述的一种管壳式换热器用弓形折流板，其特征在于，月牙形挡水板(2)的一端设有第一凸起(2-1)，另一端设有第一凹陷(2-2)。

7.一种如权利要求1所述的管壳式换热器用弓形折流板的制备方法，其特征在于，采用注塑或3D打印工艺制备多个折流板单元，采用拼插的方式将多个折流板单元相连，形成管壳式换热器用弓形折流板。

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