CN203349680U

CN203349680U - 一种双壳程管壳式换热器

Info

Publication number: CN203349680U
Application number: CN 201320295497
Authority: CN
Inventors: 陈蓉; 王智彬; 丁玉栋; 王宏; 廖强; 朱恂; 王永忠; 李俊; 叶丁丁
Original assignee: Chongqing University
Current assignee: Chongqing University
Priority date: 2013-05-27
Filing date: 2013-05-27
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2023-05-27

Abstract

本实用新型公开了一种双壳程管壳式换热器，包括外壳、第一进出口、第二进出口、第三进出口和第四进出口；外壳的两端分别设置有第一管板和第二管板；第一管板和第二管板上固定有第一换热管；第一管板和第二管板的外侧分别固定有第一管箱和第二管箱；第一管板上设置有中心孔，该中心孔处焊接有内壳；内壳的第一端向第二管板延伸，将外壳行程的壳程区分为外壳程和内壳程；内壳的第二端伸出第一管板；所述内壳的第二端端部相对固定有与所述第二管板平行的第三管板；第二管板与第三管板上固定有第二换热管；内壳的外壁上设置有多个螺旋折流板，各螺旋折流板构成螺旋状。本实用新型流动阻力小、传热系数高、稳定性好。

Description

一种双壳程管壳式换热器

技术领域

本实用新型涉及一种换热器，特别是涉及一种管壳式的换热器。

背景技术

目前,管壳式换热器是能源工程项目中使用最为广泛的换热器结构形式,其用量占全部换热器用量的70%，属于间壁式换热器的一种。管壳式换热器的特点是换热器结构牢固,使用可靠；历史悠久,制造使用的各技术环节已达到成熟；适应性较高,使用范围大。传统的管壳式换热器壳程采用弓形折流板支撑，但弓形折流板管壳式换热器具有以下不足：壳程流场不均匀，阻力压降大、存在流动死区、容易诱发换热管振动、易结垢。

为改进和提高换热器工作效率以达到节能降耗的目的,最为重要的手段就是改善其内部流体的流动形态,因为此因素对管壳式换热器传热性能和动力消耗起着决定作用。由于内部换热介质有着多种流动形态,其主要区别在与对管束的冲刷流动上,所以以此为依据,可以把这些流动的形态为横向流、纵向流和螺旋流。

螺旋流动主要是采用螺旋折流板，螺旋折流板相比弓形折流板具有单位压降传热系数高，稳定性好的等优点；螺旋折流板有连续型螺旋折流板和间断式螺旋折流板；连续型螺旋折流板加工难度大，特别是在接近壳程的中心；而间断性折流板在搭接时存在三角区，漏流比较严重，特别是在壳程的中心，这样影响其传热系数的提高。

因此本领域技术人员致力于开发一种结构可靠、传热系数高的换热器。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构可靠、传热系数高的换热器。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种双壳程管壳式换热器，包括外壳、第一进出口、第二进出口、第三进出口和第四进出口；所述外壳的两端分别设置有第一管板和第二管板；所述第一管板和第二管板上固定有第一换热管；所述第一管板和第二管板的外侧分别固定有第一管箱和第二管箱；其特征是：所述第一管板上设置有中心孔，该中心孔处焊接有内壳；所述内壳的第一端向所述第二管板延伸，将所述外壳行程的壳程区分为外壳程和内壳程；所述内壳的第二端伸出所述第一管板；所述内壳的第二端端部相对固定有于所述第二管板平行的第三管板；所述第二管板与第三管板上固定有第二换热管；所述内壳的外壁上设置有多个螺旋折流板，各螺旋折流板构成螺旋状。

为便于内壳的固定，所述内壳与外壳之间设置有支撑板。

为优化换热效果，所述内壳的第二端端部固定有导流筒；所述第三管板固定在所述导流筒的端部；所述内壳、导流筒和第三管板构成一个相对独立的腔体。

较佳的，所述导流筒位于所述第一管箱内；所述第一进出口设置于所述第二管箱上；所述第二进出口设置于所述第一管箱上；所述第三进出口设置于所述导流筒上，并伸出所述第一管箱；所述第四进出口设置于所述外壳上。

较佳的，所述导流筒位于所述第一管箱外；所述第三管板的外侧设置有第三管箱；所述第一进出口设置于所述第三管箱上；所述第二进出口设置于所述第一管箱上；所述第三进出口设置于所述外壳上；所述第四进出口设置于所述导流筒上。

为便于螺旋折流板固定，所述第一管板上固定有第一拉杆；所述第一拉杆纵向穿过所述螺旋折流板。

为便于第二换热管的固定，所述第三管板上设置有第二拉杆；所述第二拉杆上间隔固定有用于固定第二换热管的支撑构件。

本实用新型的有益效果是：

（1）把壳程分为内外两层，所以壳程内外层之间没有漏流，因此没有冷热流体混合影响传热性能的问题。

（2）壳程内层采用纵向支撑结构，壳程内层横截面积比较小，能够保证在较小流量下，使壳程内层形成的纵向流动流速较高，所以传热系数比较高；相比弓形折流板的“Z字”性流动，纵向流动具有流动均匀，无死区、不易结垢、阻力压降低等优点。

（3）外层采用螺旋折流板，若用连续折流板，避免了管程流动不均匀，而且避免中间曲率变化较大，加工难度大。中心由于内壳体的存在，使得间断折流板搭接形成的三角形比较小，从而漏流比较小，有利于传热系数的提高。螺旋流动相比弓形折流板的“Z字”流动，具有单位压降传热系数高、流动均匀、无死区、不易结垢。

（4）可实现双管程，且管程跟壳程之间的是逆流传热，传热效率较高，壳程内层提高了纵向流动的流速，换热系数比较高，壳程外层采用螺旋流动，减少的三角区的漏流，传热系数也比较高，而且这两种流的阻力压降都比较小。

总之，本实用新型的双壳程管壳式换热器具有流动阻力小、传热系数高、稳定性好的特点，可广泛应用于化工、能源、医药、环保等领域，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图。

图2是本实用新型实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

实施例1：如图1所示，一种双壳程管壳式换热器，包括外壳1、冷流进口11a、冷流出口11b、热流进口11c和热流出口11d。外壳1的两端分别设置有第一管板5a和第二管板5b，第一管板5a和第二管板5b上固定有第一换热管3a。

第一管板5a和第二管板5b的外侧分别固定有第一管箱6a和第二管箱6b。第一管板5a上设置有中心孔，该中心孔处焊接有内壳9。内壳9的第一端向第二管板5b延伸，将外壳1行程的壳程区分为外壳程1a和内壳程1b。内壳9的第二端伸出第一管板5a，内壳9的第二端端部设置有导流筒7，导流筒7的端部固定有与第二管板5b平行的第三管板5c，第二管板5b与第三管板5c上固定有第二换热管3b。内壳9、导流筒7和第三管板构成一个相对独立的腔体12。

内壳9的外壁上设置有多个螺旋折流板2，各螺旋折流板2构成螺旋状。内壳9与外壳1之间设置有支撑板10。

导流筒7位于第一管箱6a内，冷流进口11a设置于第二管箱6b上，冷流出口11b设置于第一管箱6a上，热流进口11c设置于导流筒7上，并伸出第一管箱6a，热流出口11d设置于外壳1上。在其他具体实施方式中，热流冷流的进出口也可根据具体情况互换。

第一管板6a上固定有第一拉杆4a，第一拉杆4a纵向穿过螺旋折流板2。

第三管板6c上设置有第二拉杆4b，第二拉杆4b上间隔固定有用于固定第二换热管3b的支撑构件8。

换热器工作时，冷流从冷流进口11a流入第二管箱6b内，然后流入第一换热管3a和第二换热管2b，最后流入第一管箱6a，从冷流出口11b流出；热流从热流进口11c流入导流筒7内，然后从内壳程1b流入外壳程1a，最后从热流出口11d流出。

实施例2：如图2所示，本实施例的结构与实施例1基本相同，所不同的是，导流筒7位于第一管箱6a外，第三管板5c的外侧设置有第三管箱6c，冷流进口11a设置于第三管箱6c上，冷流出口11b设置于第一管箱6a上，热流进口11c设置于外壳1上，热流出口11d设置于导流筒7上。

换热器工作时，冷流从冷流进口11a流入第三管箱6c内，然后进入第二换热管3b中流入第二管箱6b内，进而流入第一换热管3a，最后流入第一管箱6a，从冷流出口11b流出；热流从热流进口11c流入外壳程1a内，然后从外壳程1a流入内壳程1b，最后从热流出口11d流出。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型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所确定的保护范围内。

Claims

1.一种双壳程管壳式换热器，包括外壳（1）、第一进出口（11a）、第二进出口（11b）、第三进出口（11c）和第四进出口（11d）；所述外壳（1）的两端分别设置有第一管板（5a）和第二管板（5b）；所述第一管板（5a）和第二管板（5b）上固定有第一换热管（3a）；所述第一管板（5a）和第二管板（5b）的外侧分别固定有第一管箱（6a）和第二管箱（6b）；其特征是：所述第一管板（5a）上设置有中心孔，该中心孔处焊接有内壳（9）；所述内壳（9）的第一端向所述第二管板（5b）延伸，将所述外壳（1）行程的壳程区分为外壳程（1a）和内壳程（1b）；所述内壳（9）的第二端伸出所述第一管板（5a）；所述内壳（9）的第二端端部相对固定有与所述第二管板（5b）平行的第三管板（5c）；所述第二管板（5b）与第三管板（5c）上固定有第二换热管（3b）；所述内壳（9）的外壁上设置有多个螺旋折流板（2），各螺旋折流板（2）构成螺旋状。

2.如权利要求1所述的双壳程管壳式换热器，其特征是：所述内壳（9）与外壳（1）之间设置有支撑板（10）。

3.如权利要求1或2所述的双壳程管壳式换热器，其特征是：所述内壳（9）的第二端端部固定有导流筒（7）；所述第三管板（5c）固定在所述导流筒（7）的端部；所述内壳（9）、导流筒（7）和第三管板构成一个相对独立的腔体（12）。

4.如权利要求3所述的双壳程管壳式换热器，其特征是：所述导流筒（7）位于所述第一管箱（6a）内；所述第一进出口（11a）设置于所述第二管箱（6b）上；所述第二进出口（11b）设置于所述第一管箱（6a）上；所述第三进出口（11c）设置于所述导流筒（7）上，并伸出所述第一管箱（6a）；所述第四进出口设置于所述外壳（1）上。

5.如权利要求3所述的双壳程管壳式换热器，其特征是：所述导流筒（7）位于所述第一管箱（6）外；所述第三管板（5c）的外侧设置有第三管箱（6c）；所述第一进出口（11a）设置于所述第三管箱（6c）上；所述第二进出口（11b）设置于所述第一管箱（6a）上；所述第三进出口（11c）设置于所述外壳（1）上；所述第四进出口（11d）设置于所述导流筒（7）上。

6.如权利要求1或2所述的双壳程管壳式换热器，其特征是：所述第一管板（6a）上固定有第一拉杆（4a）；所述第一拉杆（4a）纵向穿过所述螺旋折流板（2）；

所述第三管板（6c）上设置有第二拉杆（4b）；所述第二拉杆（4b）上间隔固定有用于固定第二换热管（3b）的支撑构件（8）。