CN219265059U - 固定管板式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于换热器技术领域，公开了一种固定管板式换热器，包括水平设置的壳程筒体，壳程筒体沿轴向的一端通过第一管板与第一管程筒体连接，壳程筒体沿轴向的另一端通过第二管板与第二管程筒体连接，其中换热组件包括多个折流板、换热管束和长挡板，多个折流板沿壳程筒体的轴向交错固设于壳程筒体的内壁，换热管束和长挡板均穿设在多个折流板上。当介质从壳程介质进口进入时，会落在长挡板上，使得介质沿着长挡板流动，从而延长了介质的流动路程，使换热过程充分进行，从而使得凝液与不凝气充分分离，提高传热效率，并且该长挡板并未将壳程筒体完全分程，所以与完全分程结构相比，其壳程的阻力降大大降低。

Description

固定管板式换热器

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，尤其涉及一种固定管板式换热器。

背景技术

固定管板式换热器是一种实现介质之间热量传递的节能设备，是在石油、化工、冶金、电力、轻工、食品等行业普遍应用的一种工艺设备。在炼油、化工装置中换热器占总设备数量的40％左右，占总投资的30％-45％。随着节能技术的发展，应用领域不断扩大，利用换热器进行高温和低温热能回收带来了显著的经济效益。

固定管板式换热器是指管束两端管板采用焊接方法与壳体固定连接的管壳式换热器。其结构简单，在保证相等传热面的条件下所需的壳体内径最小。主要分为单壳程结构或单外导流结构、壳程分程结构。

当固定管板式换热器采用单壳程结构时，壳程极易出现不凝气与凝液分离不充分、不凝气中带有大量液相介质、冷凝效率低等状况。当采用壳程分程结构时，又存在设备壳程阻力降过大、管束振动频率高等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种固定管板式换热器，使得凝液与不凝气充分分离，提高传热效率。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

该固定管板式换热器包括：

壳程筒体，所述壳程筒体为水平设置，所述壳程筒体包括壳程介质进口、壳程液相出口和壳程气相出口；

第一管程筒体和第二管程筒体，所述第一管程筒体和所述第二管程筒体分别连接于所述壳程筒体的轴向两端，所述第一管程筒体包括管程介质出口和管程介质进口，所述第一管程筒体内还设有用于分隔所述管程介质出口和所述管程介质进口的分程隔板，或，所述第一管程筒体包括管程介质出口，所述第二管程筒体包括管程介质进口；

第一管板和第二管板，所述第一管板夹设于所述第一管程筒体和所述壳程筒体之间，所述第二管板夹设于所述第二管程筒体和所述壳程筒体之间；

换热组件，所述换热组件设于所述壳程筒体内，所述换热组件包括多个折流板和换热管束，多个所述折流板沿所述壳程筒体轴向错位固设于所述壳程筒体的内壁，每个所述折流板与所述壳程筒体的内壁之间均设有第一折流通道，所述换热管束的一端穿设于所述第一管板，所述换热管束的另一端依次穿过多个所述折流板并穿设于所述第二管板；

所述换热组件还包括长挡板，所述长挡板具有沿其长度方向的第一端和第二端，所述第一端与所述第一管板固定连接，所述第二端依次穿过多个所述折流板并靠近所述第二管板，所述长挡板具有沿其宽度方向的第三端和第四端，所述第三端与所述壳程筒体一侧的内侧壁固定连接并位于所述壳程气相出口的上方，所述第四端与所述壳程筒体另一侧的内侧壁之间设有第二折流通道。

可选地，所述长挡板与水平面之间呈夹角设置，且所述第三端高于所述第四端。

可选地，所述换热组件还包括密封单元，所述密封单元包括密封件，所述密封件的一端与所述长挡板的所述第三端连接，所述密封件的另一端与所述壳程筒体的内侧壁抵接。

可选地，所述密封单元还包括：

压板，所述密封件夹设于所述压板与所述长挡板之间；

锁紧件，所述锁紧件用于将所述压板与所述长挡板锁定或解锁。

可选地，所述密封单元还包括支撑件，所述支撑件固设于所述长挡板的所述第三端，并且所述支撑件抵接于所述密封件的一侧。

可选地，所述第二折流通道内设有多个缓冲杆，多个所述缓冲杆沿所述长挡板的宽度方向间隔设置，多个所述缓冲杆依次贯穿多个所述折流板。

可选地，所述折流板上设有排气孔，所述排气孔位于相邻两个所述缓冲杆之间。

可选地，所述第一管程筒体内还设有支撑结构，所述支撑结构用于支撑所述分程隔板。

可选地，所述壳程筒体内还设有与所述壳程介质进口对应设置的防冲结构，所述防冲结构用于减缓由所述壳程介质进口进入所述壳程筒体内的介质的流速。

可选地，所述防冲结构为多个间隔设置的防冲杆。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型所提供的一种固定管板式换热器，包括壳程筒体，壳程筒体上开设有用于介质进入的壳程介质进口和用于换热后排出介质的壳程液相出口和壳程气相出口，壳程筒体沿轴向的一端通过第一管板与第一管程筒体连接，壳程筒体沿轴向的另一端通过第二管板与第二管程筒体连接，其中换热组件包括多个折流板和换热管束，多个折流板沿壳程筒体的轴向交错固设于壳程筒体的内壁，并且多个折流板与壳程筒体的内壁之间形成介质流通的第一折流通道，换热管束的一端穿设于第一管板，换热管束的另一端依次穿过多个折流板并穿设于第二管板，与壳程筒体内部的介质进行热交换，其中换热组件还包括长挡板，长挡板具有沿其长度方向的第一端和第二端，长挡板的第一端与第一管板固定连接，长挡板的第二端依次穿过多个折流板并靠近第二管板，长挡板还具有沿其宽度方向的第三端和第四端，长挡板的第三端与壳程筒体一侧的内侧壁固定连接并位于壳程气相出口的上方。当介质从壳程介质进口进入时，会落在长挡板上，使得介质需要沿着长挡板流动，从而延长了介质的流动路程，使换热过程充分进行，从而使得凝液与不凝气充分分离，提高传热效率，并且长挡板的第三端位于壳程气相出口的上方，避免了液体的介质从壳程气相出口流出，而且长挡板并未将壳程筒体完全分程，所以相较于通过分程来延长换热路径的方法相比，大大降低了壳程的阻力降。

附图说明

图1是本实用新型的主体结构的示意图；

图2是本实用新型的主体结构沿A向的侧视图；

图3是本实用新型的壳程筒体的示意图；

图4是本实用新型的壳程筒体沿B-B的示意图；

图5是本实用新型的第一管程筒体主体结构的示意图；

图6是本实用新型的第一管程筒体沿C向的侧视图；

图7是本实用新型的壳程筒体内部的示意图；

图8是图7中D部分的放大示意图。

图中：

1、壳程筒体；11、壳程介质进口；12、壳程液相出口；13、壳程气相出口；14、支撑座；141、固定端支座；142、移动端支座；15、壳程放空口；16、壳程排凝口；17、防冲杆；

2、第一管程筒体；21、管程介质出口；22、管程介质进口；23、分程隔板；231、排净孔；24、支撑结构；

3、第二管程筒体；31、管程放空口；32、管程排凝口；

4、第一管板；

5、第二管板；

6、换热组件；61、折流板；62、换热管束；63、长挡板；64、密封单元；641、密封件；642、压板；643、锁紧件；644、支撑件；65、缓冲杆；66、排气孔。

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的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

为了换热过程充分进行，使凝液与不凝气充分分离，提高换热效率，本实施例提供了一种固定管板式换热器。

如图1-8所示，该固定管板式换热器包括壳程筒体1、第一管程筒体2、第二管程筒体3、第一管板4、第二管板5和换热组件6。壳程筒体1为水平设置，壳程筒体1的顶部开设有壳程介质进口11，壳程筒体1的底部开设有壳程液相出口12，壳程筒体1的侧壁开设有壳程气相出口13。

在本实施例中，壳程筒体1的顶部设有两个壳程介质进口11，壳程液相出口12设在壳程筒体1的底部，并处于两个壳程介质进口11的中间。介质同时从两个壳程介质进口11进入，经过换热后，液相的介质向中间汇流最后从壳程液相出口12流出，气相的介质从壳程筒体1侧壁上的壳程气相出口13排出。两边同时进行换热操作，可以有效提高换热的效率。并且为了安装固定管板式换热器，在壳程筒体1的底部设有支撑座14，以支撑固定管板式换热器，其中支撑座14包括固定端支座141和移动端支座142，从而便于对两支座之间的距离进行调节，从而更好地支撑固定管板式换热器。

第一管程筒体2和第二管程筒体3分别连接于壳程筒体1的轴向两端，本实施例中，固定管板式换热器为双管程结构，与单管程结构相比可以提高介质的换热温差，提高能效比。具体地，第一管程筒体2的顶部开设有管程介质出口21，第一管程筒体2的底部开设有管程介质进口22，第一管程筒体2内还设有用于分隔管程介质出口21和管程介质进口22的分程隔板23，第一管板4夹设于第一管程筒体2和壳程筒体1之间，第二管板5夹设于第二管程筒体3和壳程筒体1之间。

当然，在其他实施例中，固定管板式换热器还可以为单管程结构，具体地，第一管程筒体2的顶部开设有管程介质出口21，第二管程筒体3的底部开设有管程介质进口22。此时，无需设置分程隔板23，管程介质出口21设在第一管程筒体2上，管程介质进口22设在第二管程筒体3上，此结构为单管程结构。

换热组件6设于壳程筒体1内，换热组件6包括多个折流板61和换热管束62，多个折流板61沿壳程筒体1轴向交错固设于壳程筒体1的内壁，每个折流板61与壳程筒体1的内壁之间均设有第一折流通道，换热管束62的一端穿设于第一管板4，换热管束62的另一端依次穿过多个折流板61并穿设于第二管板5。

在本实施例中，换热管束62包括多个换热管，每个换热管均穿过所有的折流板61，使折流板61对换热管束62形成全支撑，从而降低了管束振动频率。并且换热管束62采用波纹换热管，与普通光管相比，波纹换热管能强化管内流体流动，使流体不断形成湍流，增强传热效果，提高换热效率。

其中换热组件6还包括长挡板63，长挡板63具有沿其长度方向的第一端和第二端，第一端与第一管板4固定连接，第二端依次穿过多个折流板61并靠近第二管板5，长挡板63具有沿其宽度方向的第三端和第四端，第三端与壳程筒体1一侧的内侧壁固定连接并位于壳程气相出口13的上方，第四端与壳程筒体1另一侧的内侧壁之间设有第二折流通道。通过在换热组件6中增设长挡板63，延长了介质在壳程筒体1中流动的路程，使换热过程得以充分进行，从而使得凝液与不凝气充分分离，提高传热效率，并且长挡板63的第三端位于壳程气相出口13的上方，避免了液相的介质从壳程气相出口13流出，发生介质短路的情况。而且长挡板63的第四端与壳程筒体1内壁之间设有第二折流通道，并未将壳程筒体1完全分程，所以相较于通过分程来延长换热路径的方法相比，大大降低壳程的阻力降。

由于本实施例所采用的换热器类型是固定管板式换热器，所以换热管束62为直管，相较于U型管式换热器所采用的U型换热管束62而言，本实施例所采用的直管结构，不易结垢介质，并且U型管由于存在弯管段，所以比直管更难清洗。另外，直管与U型管相比更容易制造，其生产成本更低。此外，因要保证壳程气相出口13侧的流通面积，U型管结构需对称布管，出口处及其对称侧均存在不布管区，所以总布管数量少，而固定管板结构无需对称布管，总布管数量较多，换热效率更高。

并且为了更好的遵循管道设计中高点放空、低点排凝的基本原则，在壳程筒体1的顶部设有壳程放空口15，在壳程筒体1的底部设有壳程排凝口16；在第二管程筒体3的顶部设有管程放空口31，在第二管程筒体3的底部设有管程排凝口32。

进一步地，如图3、图5、图7所示，长挡板63与水平面之间呈夹角设置，且第三端高于第四端。使长挡板63处于倾斜状态，倾斜状态的长挡板63相较于水平设置的长挡板63而言，一是可以延长介质流动的路径，二是介质从壳程介质进口11进入时，长挡板63倾斜设置可以有效地缓解介质下落时对长挡板63的冲击，避免长挡板63因介质的冲击而发生变形。

由于本实施例为双管程的结构，所以第一管程筒体2内的分程隔板23与长挡板63对应设置，也为倾斜状态。

可选地，如图3、图8所示，换热组件6还包括密封单元64，密封单元64包括密封件641，密封件641的一端与长挡板63的第三端的连接，密封件641的另一端与壳程筒体1的内侧壁抵接。通过在长挡板63的第三端与壳程筒体1内壁之间增设密封件641，可以避免介质从长挡板63的第三端与壳程筒体1内壁之间的缝隙中流过，进一步防止壳程介质短路。在本实施例中密封件641为弹性密封件641，使得密封件641可以根据结构来调整自身姿态以便更好地实现密封功能。

进一步地，如图8所示，密封单元64还包括压板642和锁紧件643。密封件641夹设于压板642与长挡板63之间；锁紧件643用于将压板642与长挡板63锁定或解锁。因为压板642将密封件641压紧在长挡板63上时，使密封件641受力均匀，从而更好的实现密封件641的密封功能。在本实施例中，锁紧件643包括螺栓和螺母，长挡板63的第三端和压板642上均开设有通孔，将密封件641夹在长挡板63的第三端和压板642之间，将螺栓从长挡板63的第三端和压板642上的通孔中穿过，并用螺母将其锁紧。从而完成对密封件641的固定。并且该结构为可拆卸式，所以也便于随时对密封件641进行更换。

更进一步地，如图7、图8所示，密封单元64还包括支撑件644，支撑件644固设于长挡板63的第三端，并且支撑件644抵接于密封件641的一侧。密封件641较薄、硬度小，通过支撑件644来对密封件641进行支撑，从而避免因为介质流量过大，冲开密封件641，发生壳程介质短路的情况。在本实施例中，支撑块与最后一块折流板61焊接固定。

可选地，如图7所示，第二折流通道内设有多个缓冲杆65，多个缓冲杆65沿长挡板63的宽度方向间隔设置，多个缓冲杆65依次贯穿多个折流板61。通过在第二折流通道内设置多个缓冲杆65，以此对介质起到一定的阻挡作用，降低介质的流速，从而起到延长换热时间的目的，使得换热更为充分。在本实施例中，根据结构设置了五根缓冲杆65，并且每相邻的两个缓冲杆65之间的距离相等。

进一步地，如图7所示，折流板61上设有排气孔66，排气孔66位于相邻两个缓冲杆65之间。通过设置排气孔66，使各腔连通，从而保证各腔间的压力平衡。

可选地，如图5所示，第一管程筒体2内还设有支撑结构24，支撑结构24用于支撑分程隔板23。由于分程隔板23的上方有介质，通过在分程隔板23的底部设置支撑结构24，来避免介质在自身重力的作用下造成分程隔板23变形。在本实施例中，分程隔板23支撑结构24不限于扁钢或角钢，也可以为其他形状的支撑结构。并且分程隔板23边缘设置排净孔231，避免介质长期积聚，平衡隔板两侧压差，改善隔板受力。

可选地，如图3所示，壳程筒体1内还设有与壳程介质进口11对应设置的防冲结构，防冲结构用于减缓由壳程介质进口11进入壳程筒体1内的介质的流速。避免介质直接从壳程介质进口11进入，对换热管束62和长挡板63造成冲击，致使换热管束62或长挡板63发生变形。

在本实施例中，防冲结构为多个间隔设置的防冲杆17。防冲杆17可以采用多根实体的圆棒，也可以使用多条扁钢组成，并且防冲杆17在布置时，其轴线与水平面平行或呈夹角设置，可以根据需要缓冲的程度来自由调节防冲杆17与水平面之间的夹角。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.固定管板式换热器，所述固定管板式换热器包括：

壳程筒体(1)，所述壳程筒体(1)为水平设置，所述壳程筒体(1)包括壳程介质进口(11)、壳程液相出口(12)和壳程气相出口(13)；

第一管程筒体(2)和第二管程筒体(3)，所述第一管程筒体(2)和所述第二管程筒体(3)分别连接于所述壳程筒体(1)的轴向两端，所述第一管程筒体(2)包括管程介质出口(21)和管程介质进口(22)，所述第一管程筒体(2)内还设有用于分隔所述管程介质出口(21)和所述管程介质进口(22)的分程隔板(23)，或，所述第一管程筒体(2)包括管程介质出口(21)，所述第二管程筒体(3)包括管程介质进口(22)；

第一管板(4)和第二管板(5)，所述第一管板(4)夹设于所述第一管程筒体(2)和所述壳程筒体(1)之间，所述第二管板(5)夹设于所述第二管程筒体(3)和所述壳程筒体(1)之间；

换热组件(6)，所述换热组件(6)设于所述壳程筒体(1)内，所述换热组件(6)包括多个折流板(61)和换热管束(62)，多个所述折流板(61)沿所述壳程筒体(1)轴向错位固设于所述壳程筒体(1)的内壁，每个所述折流板(61)与所述壳程筒体(1)的内壁之间均设有第一折流通道，所述换热管束(62)的一端穿设于所述第一管板(4)，所述换热管束(62)的另一端依次穿过多个所述折流板(61)并穿设于所述第二管板(5)，

其特征在于，

所述换热组件(6)还包括长挡板(63)，所述长挡板(63)具有沿其长度方向的第一端和第二端，所述第一端与所述第一管板(4)固定连接，所述第二端依次穿过多个所述折流板(61)并靠近所述第二管板(5)，所述长挡板(63)具有沿其宽度方向的第三端和第四端，所述第三端与所述壳程筒体(1)一侧的内侧壁固定连接并位于所述壳程气相出口(13)的上方，所述第四端与所述壳程筒体(1)另一侧的内侧壁之间设有第二折流通道。

2.根据权利要求1所述的固定管板式换热器，其特征在于，所述长挡板(63)与水平面之间呈夹角设置，且所述第三端高于所述第四端。

3.根据权利要求1所述的固定管板式换热器，其特征在于，所述换热组件(6)还包括密封单元(64)，所述密封单元(64)包括密封件(641)，所述密封件(641)的一端与所述长挡板(63)的所述第三端连接，所述密封件(641)的另一端与所述壳程筒体(1)的内侧壁抵接。

4.根据权利要求3所述的固定管板式换热器，其特征在于，所述密封单元(64)还包括：

压板(642)，所述密封件(641)夹设于所述压板(642)与所述长挡板(63)之间；

锁紧件(643)，所述锁紧件(643)用于将所述压板(642)与所述长挡板(63)锁定或解锁。

5.根据权利要求4所述的固定管板式换热器，其特征在于，所述密封单元(64)还包括支撑件(644)，所述支撑件(644)固设于所述长挡板(63)的所述第三端，并且所述支撑件(644)抵接于所述密封件(641)的一侧。

6.根据权利要求1所述的固定管板式换热器，其特征在于，所述第二折流通道内设有多个缓冲杆(65)，多个所述缓冲杆(65)沿所述长挡板(63)的宽度方向间隔设置，多个所述缓冲杆(65)依次贯穿多个所述折流板(61)。

7.根据权利要求6所述的固定管板式换热器，其特征在于，所述折流板(61)上设有排气孔(66)，所述排气孔(66)位于相邻两个所述缓冲杆(65)之间。

8.根据权利要求1所述的固定管板式换热器，其特征在于，所述第一管程筒体(2)内还设有支撑结构(24)，所述支撑结构(24)用于支撑所述分程隔板(23)。

9.根据权利要求1所述的固定管板式换热器，其特征在于，所述壳程筒体(1)内还设有与所述壳程介质进口(11)对应设置的防冲结构，所述防冲结构用于减缓由所述壳程介质进口(11)进入所述壳程筒体(1)内的介质的流速。

10.根据权利要求9所述的固定管板式换热器，其特征在于，所述防冲结构为多个间隔设置的防冲杆(17)。

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