CN207816061U - 一种用于含固体颗粒流体换热器 - Google Patents

Abstract

一种用于含固体颗粒流体换热器，包括管箱、管束、壳体，该管箱、壳体、锥壳结构依次连接组成立式换热器外壳，管束为折流杆支撑的U型管束布置在壳体内部；所述管束由管板、安装在管板的U型换热管及支撑换热管的折流环组成；而折流环由环和固接在环上的若干平行折流杆组成。本实用新型中含固体颗粒流体在壳程沿换热管由上至下轴向流动，有效减少流体中固体颗粒冲刷和沉积作用；壳体下端采用锥壳与壳程出口连接，流动截面由大变小，流体流速不断增加，有效减少了固体颗粒在壳体内的沉积。

Description

一种用于含固体颗粒流体换热器

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，具体涉及一种用于含固体颗粒流体换热器。

背景技术

在石化、冶金、电力、环保等领域一种洁净流体与一种含有固体颗粒流体换热是特别常见的工况，该工位如果选用传统的弓形折流板管壳式换热器，由于在管束中部存在较大范围的死区，在设备的长期运行过程中，管壁上固体颗粒沉积结垢严重，换热器换热效率下降，需要频繁停车检修，将管束抽出清洗，影响整个装置正常生产运行。

目前较常选用的是螺旋折流板管壳式换热器和螺旋板式换热器。螺旋折流板管壳式换热器通过改变折流板的支撑方式，使壳程流体呈现螺旋状流动，在管束***形成环流，减小管束内部死区范围，以延长停车清洗周期。对于螺旋折流板管壳式换热器，虽然改善壳程流场分布情况，但并未从根本上解决管束中部存在流动死区问题，同时含固体颗粒流体横穿换热管束，对管束具有较大冲刷作用，影响设备的安全可靠性。

螺旋板式换热器具有结构紧凑、效率高、流场分布均匀、固体颗粒不宜沉积结垢，但该设备操作压力温度不能太高，同时检维修难度大，可推广应用范围窄。

实用新型内容

本实用新型提供一种含固体颗粒流体换热器，解决了传统管壳式换热器在含有固体颗粒流体换热过程中，换热管束易产生冲蚀和颗粒固体沉积，影响换热器可靠性和传热性能的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：

一种用于含固体颗粒流体换热器，包括管箱、管束、壳体，该管箱、壳体、锥壳结构依次连接组成立式换热器外壳，管束为折流杆支撑的U型管束布置在壳体内部；所述管束由管板、安装在管板的U型换热管及支撑换热管的折流环组成；而折流环由环和固接在环上的若干平行折流杆组成。

所述折流环支撑换热管的方式是：当换热管正方形布置时，相邻的四组折流环的折流杆各成90度角摆放形成正方形结构而将换热管围绕在该正方形结构内，从而使换热管得到四个支撑点固定。

所述折流环支撑换热管的方式是：当换热管三角形布置时，相邻的四组折流环的折流杆以一角度摆放形成菱形结构而将换热管围绕在该菱形结构内，从而使换热管得到四个支撑点固定。

本实用新型中洁净流体走管程，含固体颗粒流体走壳程。含固体颗粒流体上进下出，在壳体中沿换热管轴向方向流动，流体流动方向与固体颗粒尘降方向相同，减小固体颗粒沉积以及对换热管的冲刷。采用折流杆折流，折流杆与换热管为点支撑，管束上可供颗粒沉积的截面积小，并且该接触点流体流动方式为绕流，具有自清洁作用。换热器壳程的流场分布均匀，每根换热管周围流动状态相同，没有流动死区。U型弯处壳体封头设置为锥壳，流体的流通截面由大变小流速增加，可以加速含固体颗粒流体的排出，减小管束在该位置产生颗粒沉积的几率。从根本上解决含有固体颗粒流体在换热过程中冲刷管束，易结垢影响换热器传热效率及可靠性的问题。

该实用新型可用于石化、冶金、电力、环保等领域一种洁净流体与一种含有固体颗粒流体换热场合。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型折流环结构示意图；

图3为本实用新型正方形排列换热管与折流杆支撑点示意图；

图4为本实用新型三角形排列换热管与折流杆支撑点示意图。

具体实施方式

下面参照附图结合具体实施案例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型不仅局限于所列给出的实例。

如图1所示，一种用于含固体颗粒流体换热器包括管箱1、管束2、壳体3，换热器立式布置。管箱1在设备上端，其上设有管程进口101和管程出口102。管束2为折流杆U型管束，由管板201、换热管202、折流环203等部件组成，通过U型管端自由伸缩吸收热膨胀。壳体3壳体上端径向设置壳程进口301，壳体下端部为锥壳结构303，锥壳结构303连接壳程出口302，壳体中部焊有支座304，用来支撑设备重量。

如图2所示，折流环203由折流杆2032和环2031组成，折流杆两端与环点焊，杆尺寸等于换热管202之间的间隙。

如图3所示，所述折流环203支撑换热管202的方式是：当换热管202正方形布置时，相邻的四组折流环203的折流杆各成90度角摆放形成正方形结构而将换热管202围绕在该正方形结构内，从而使换热管202得到四个支撑点固定；防止管束震动。

如图4所示，所述折流环203支撑换热管202的方式是：当换热管202三角形布置时，相邻的四组折流环203的折流杆以一角度摆放形成菱形结构而将换热管202围绕在该菱形结构内，从而使换热管202得到四个支撑点固定；防止管束震动。

换热器流程设计洁净流体走管程：由管程进口101进，自管程出口102出，管程数为偶数管程；含有固体颗粒流体走壳程：由壳程进口301进，自壳程出口302出，壳程数1壳程。含固体颗粒流体在壳体内沿换热管202管壁自上向下流动，流体流动过程中遇到折流杆时形成绕流，以达到增加湍动目的。

Claims (3)

1.一种用于含固体颗粒流体换热器，包括管箱、管束、壳体，其特征在于：所述管箱（1）、壳体（3）、锥壳结构（303）依次连接组成立式换热器外壳，管束（2）为折流杆支撑的U型管束布置在壳体（3）内部；所述管束（2）由管板（201）、安装在管板（201）的U型换热管（202）及支撑换热管（202）的折流环（203）组成；而折流环（203）由环（2031）和固接在环上的若干平行折流杆（2032）组成。

2.根据权利要求1所述一种用于含固体颗粒流体换热器，其特征在于：所述折流环（203）支撑换热管（202）的方式是：当换热管（202）正方形布置时，相邻的四组折流环（203）的折流杆（2032）各成90度角摆放形成正方形结构而将换热管（202）围绕在该正方形结构内，从而使换热管（202）得到四个支撑点固定。

3.根据权利要求1所述一种用于含固体颗粒流体换热器，其特征在于：所述折流环（203）支撑换热管（202）的方式是：当换热管（202）三角形布置时，相邻的四组折流环（203）的折流杆（2032）以一角度摆放形成菱形结构而将换热管（202）围绕在该菱形结构内，从而使换热管（202）得到四个支撑点固定。