CN201373690Y - 一种管壳式螺旋流换热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种管壳式螺旋流换热器,通过对螺距内对称设置的4个准扇形折流板的外弧半径R0、螺距准扇形折流板的螺旋角ψ和准扇形折流板与其投影圆平面间夹角θ的改进,具体是将准扇形折流板的外弧所在圆的半径R0相对螺距准扇形折流板的投影圆半径R为1.01R≤R0≤1.63R;夹角θ为8°≤θ≤28°;螺旋角ψ为7.8°≤ψ≤26°;以解决现有技术中折流板的角度容易出现变形和移位,流道的阻力大、换热效率低等问题,具有容易安装、流场均匀,换热更充分的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种管壳式螺旋流换热器。
背景技术
现有螺旋折流板换热器的折流板的钻孔加工非常困难,其安装角度也不易掌握,容易出现变形和移位,加大了流道的阻力;另外,折流板的角度太小会导致流阻过大,但角度太大会导致换热效率变低。
实用新型内容
本实用新型的目的是避免上述现有技术中的不足,而提供一种换热效率高,易于加工的管壳式螺旋流换热器。
本实用新型的设计方案如下:
一种管壳式螺旋流换热器,包括壳体7和管束4,所述壳体7包括筒体6和分设于其两端的管箱12,所述筒体6包括两端侧分设有介质入口5、介质出口13的筒体筒节8,所述管箱12包括管箱筒节2和设于其外端的封头1,所述筒体筒节8和其两端的管箱筒节2分别通过两端的法兰连接装置16固连为一体,筒体6两端的管板17亦分别通过两端的法兰连接装置16固定;所述管箱12上设置有介质入口3、介质出口18;所述管束4设置于筒体6内,其包括换热管11,换热管11位于两管板17之间的部分设置于螺旋折流板9上,所述换热管11两端分别穿过管束4两端的管板17,换热管11的端口与管箱腔体19相连通,所述螺旋折流板9由准扇形折流板14构成,所述准扇形折流板14为平面板,一个螺距包括n片准扇形折流板14,n=4,一个螺距的准扇形折流板14的投影圆半径为R,该投影圆半径R小于筒体筒节8的横截面内圆半径R1,1.25≤R1-R≤5mm;所述准扇形折流板14上设置有假管10,该假管10两端分别通过定位套管固定于管板17上,其特征在于:所述准扇形折流板14的外弧22所在圆的半径为R0,1.01R≤R0≤1.63R;所述准扇形折流板14与其投影圆平面23间夹角为θ,8°≤θ≤28°;所述准扇形折流板14的螺旋角为ψ,7.8°≤ψ≤26°。
上述准扇形折流板14的内侧中心部位设置有假管10,该中心部位的假管10上设置有中心固定板15。
上述每一片准扇形折流板14上至少包括三个呈三角形分布的假管10。
上述假管10包括防止流场短路的防短流假管24。
上述假管10包括防止流场短路的防短流假管24。
上述换热管11的排布为三角形布管、转角三角形布管、正方形布管或转角正方形布管
上述假管10包括固定准扇形折流板14的定位假管25。
上述管箱12内设置有隔板20,所述换热管11是由隔板20分隔而成的四管程或六管程,所述隔板20的一端设置于管板17上的分程槽21内,所述分程槽21背面、两端管板17之间的轴截面上排布有防短流假管24。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点:
1、本实用新型的传热管需要在折流板上穿过,当准扇形折流板与其投影圆平面间的夹角θ较小时,有利于准扇形折流板上的钻孔加工和传热管的安装。
2、本实用新型一个螺距内设置4片准扇形折流板,因4片对称设置,所以安装间距均匀,容易安装,不容易产生安装形变,流场均匀。
3、本实用新型准扇形折流板与其投影圆平面间的夹角θ较小,同时换热管被分隔成四管程或六管程,使壳体内的流体的流速显著降低,距离加长,换热更加充分。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图;
图2为本实用新型一片准扇形折流板的结构示意图;
图3为本实用新型一个螺距准扇形折流板排布的立体结构示意图;
图4为本实用新型准扇形折流板螺旋角的示意图;
图5为本实用新型分程槽、假管分布一实施例的示意图;
图6为本实用新型换热管布管一实施例的示意图;
其中:1-封头,2-管箱筒节,3-管箱介质入口,4-管束,5-简体介质入口,6-筒体,7-壳体,8-筒体筒节,9-螺旋折流板,10-假管,11-换热管,12-管箱,13-简体介质出口,14-准扇形折流板,15-中心固定板,16-法兰连接装置,17-管板,18-管箱介质出口,19-管箱腔体,20-隔板,21-分程槽,22-外弧,23-投影圆平面,24-防短流假管,25-定位假管。
具体实施方式
参见图1,本实用新型包括壳体7和管束4两部分。壳体7包括简体6和分设于其两端的管箱12。筒体6具有一筒状简体筒节8,其两端的侧面分别设置有介质入口5和介质出口13。管束4设置于简体筒节8内,管束4主要由准扇形折流板14和穿于其上的换热管11构成。换热管11两端分别穿过两端的管板17,其端口分别与两端管箱12的腔体19连通。准扇形折流板14为平面板,以采用4片为佳。一个螺距的准扇形折流板14构成一个投影圆,因管束4整体设置于筒体筒节8内,故该投影圆的半径R应小于筒体筒节8横截面内圆的半径R1。投影圆半径R的取值条件为:1.25mm≤R1-R≤5.00mm,即准扇形折流板14与简体筒节8间的间隙以小于5mm为宜。两者间间隙的最佳取值条件是在确保管束4能装入简体筒节8内的情况下应尽可能的小。所述投影圆半径R的最适宜取值条件是:准扇形折流板14与其投影圆平面23间的夹角以取8°≤θ≤28°为宜,所述准扇形折流板14的外弧22所在圆半径R0以取1.02R≤R0≤1.63R为宜;准扇形折流板14的螺旋角ψ取值条件是:7.8°≤ψ≤26°,参见图4,2πR为准扇形折流板投影圆周长,H为螺旋折流板9一个螺距的高度。螺旋角ψ、准扇形折流板与其投影圆平面的夹角θ及一个螺距的准扇形折流板数n等,一般根据压力、温度、介质等实际工况的不同而选取最适宜的参数。每片准扇形折流板14上均设置有假管10,其中至少包括3个定位假管25,呈三角形分布,以保持每片准扇形折流14的稳定性,参见图5,防短流假管24主要用于防止流场短流,使流场更均匀,同时亦有固定准扇形折流板14的作用,其可设置于准扇形折流板14的直边沿上。当换热管11为四管程或六管程结构时,管板17上用于固定隔板20的一面上设置有分程槽21,分程槽21位置相应的管板17的另一面上设置有防短流假管24,其密度以确保流场不会出现短流、流场不紊乱为宜。假管10通过定位套管固定于管板17上。管束4中心的假管10上可设置中心固定板15,其可使管束4紧固为一整体。换热管11的排布可采用现有的正三角形布管、转角三角形布管、正方形布管、转角正方形布管等形式。本实用新型管箱12包括管箱筒节2和设于其外端的封头1。简体筒节8分别通过两端的法兰连接装置16与两端的管箱筒节2固连为一体,管束4两端的两管板17分别通过两端的法兰连接装置16固定。换热管11为单管程结构时,管箱介质入口3和出口18分设于两端的管箱12上,若换热管11为二管程结构,则管箱介质入口3和出口18设于被隔板20分隔成两个腔体的同一管箱12上。隔板20的一侧焊接于封头1内侧面,另一侧嵌于管板17上的分程槽21内,被隔板20分隔的腔体均为密封腔体。工作时,一种介质由筒体介质入口5进入筒体6内,另一种介质由管箱介质入口3进入管箱12,由换热管11的端口进入其内,经换热管11位于筒体6内的部分与筒体6内介质进行热交换后,由管箱介质出口18流出,完成换热。筒体6内介质由筒体介质出口13流出。
Claims (8)
1、一种管壳式螺旋流换热器,包括壳体(7)和管束(4),所述壳体(7)包括筒体(6)和分设于其两端的管箱(12),所述筒体(6)包括两端侧分设有介质入口(5)、介质出口(13)的筒体筒节(8),所述管箱(12)包括管箱筒节(2)和设于其外端的封头(1),所述筒体筒节(8)和其两端的管箱筒节(2)分别通过两端的法兰连接装置(16)固连为一体,筒体(6)两端的管板(17)亦分别通过两端的法兰连接装置(16)固定;所述管箱(12)上设置有介质入口(3)、介质出口(18);所述管束(4)设置于筒体(6)内,其包括换热管(11),换热管(11)位于两管板(17)之间的部分设置于螺旋折流板(9)上,所述换热管(11)两端分别穿过管束(4)两端的管板(17),换热管(11)的端口与管箱腔体(19)相连通,所述螺旋折流板(9)由准扇形折流板(14)构成,所述准扇形折流板(14)为平面板,一个螺距包括n片准扇形折流板(14),n=4,一个螺距的准扇形折流板(14)的投影圆半径为R,该投影圆半径R小于筒体筒节(8)的横截面内圆半径R1,1.25≤R1-R≤5mm;所述准扇形折流板(14)上设置有假管(10),该假管(10)两端分别通过定位套管固定于管板(17)上,其特征在于:所述准扇形折流板(14)的外弧(22)所在圆的半径为R0,1.01R≤R0≤1.63R;所述准扇形折流板(14)与其投影圆平面(23)间夹角为θ,8°≤θ≤28°;所述准扇形折流板(14)的螺旋角为ψ,7.8°≤ψ≤26°。
2、根据权利要求1所述的管壳式螺旋流换热器,其特征在于:所述准扇形折流板(14)的内侧中心部位设置有假管(10),该中心部位的假管(10)上设置有中心固定板(15)。
3、根据权利要求2所述的管壳式螺旋流换热器,其特征在于:所述每一片准扇形折流板(14)上至少包括三个呈三角形分布的假管(10)。
4、根据权利要求2或3所述的管壳式螺旋流换热器,其特征在于:所述假管(10)包括防止流场短路的防短流假管(24)。
5、根据权利要求4所述的管壳式螺旋流换热器,其特征在于:所述假管(10)包括防止流场短路的防短流假管(24)。
6、根据权利要求1或2或3所述的管壳式螺旋流换热器,其特征在于:所述换热管(11)的排布为三角形布管、转角三角形布管、正方形布管或转角正方形布管
7、根据权利要求4所述的管壳式螺旋流换热器,其特征在于:所述假管(10)包括固定准扇形折流板(14)的定位假管(25)。
8、根据权利要求6所述的管壳式螺旋流换热器,其特征在于:所述管箱(12)内设置有隔板(20),所述换热管(11)是由隔板(20)分隔而成的四管程或六管程,所述隔板(20)的一端设置于管板(17)上的分程槽(21)内,所述分程槽(21)背面、两端管板(17)之间的轴截面上排布有防短流假管(24)。
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