專利名稱：一種無缺口折流板管殼式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種管殼式換熱器，具體涉及一種無缺口折流板管殼式換熱器， 由于采用無缺口折流板，從而將普通弓形折流板換熱器殼程的流體由穿過管束的橫流改變 為沿管束的流動。
背景技術(shù)：
管殼式換熱器具有可靠性高、適應(yīng)性、設(shè)計(jì)、制造和使用簡單等優(yōu)點(diǎn)，廣泛的應(yīng)用 于石油化工、電力、環(huán)保等工業(yè)領(lǐng)域。管殼式換熱器通常由管箱、管板、殼體、折流板、換熱 管、拉桿、定距管及工藝接管等組成。其中折流板除在臥式換熱器殼體內(nèi)支撐管束外，還起 到使流體按特定的通道流動，提高殼程流體的流速、增加湍流程度、改善傳熱特性的作用。 根據(jù)換熱器折流板的形狀和使流體在換熱器殼體中流動通道的形式，現(xiàn)有的換熱器折流板 有弓形折流板及螺旋折流板，普通的弓形折流板為平板式的，即圓形平板截成缺口弓形，垂 直于換熱器殼體和換熱管軸線平行排放，使流體在殼體內(nèi)沿軸線形成迂回流動，這種平板 式的弓形折流板引起殼程流體流動速度分布不盡合理，“死區(qū)”較大，有效流通面積較小，流 動阻力大。螺旋折流板是將多塊折流板沿殼體軸線布置成近似螺旋面，使換熱器殼程流體 呈螺旋狀連續(xù)流動。如中國專利200320106763. 1公開的螺旋折流板管殼式換熱器，由兩塊 或四塊扇形平板拼接成近似螺旋面，這類螺旋折流板雖然使流體流動形式最合理，但是比 弓形折流板安裝困難，加工成本高，精度難以保證，不利于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，且由多塊扇形平板 拼接的螺旋流道存在漏流，增加流體阻力。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對目前普通弓形折流板換熱器存在的技術(shù)問題，提供一種 無缺口折流板管殼式換熱器，將普通弓形折流板換熱器殼程的流體由穿過管束的橫流改變 為沿管束的流動，以降低壓力降，減小傳熱“死區(qū)”，提高傳熱效率，減緩管子振動和磨損。本實(shí)用新型的無缺口折流板管殼式換熱器，包括固定管板式、浮頭式和U形管式換熱器。本實(shí)用新型的無缺口折流板管殼式固定管板換熱器參見圖1，包括筒體3，筒體3 上兩端分別開有殼程流體進(jìn)口 7和殼程流體出口 12，筒體3兩端有固定管板2，兩管板外側(cè) 分別連接兩個管箱1，兩管箱1上分別開有管程流體進(jìn)口 13和出口 8，筒體3中有換熱管束 6和折流板4和5，折流板垂直于管軸并由拉桿11和定距管10沿軸向平行均布固定，拉桿 11固定在管板2上，折流板為無缺口折流板，任何一塊折流板的大圓形管孔和小圓形管孔 按照常規(guī)技術(shù)分布，且相鄰兩折流板大小圓形管孔分布不同，管束6穿過一組無缺口折流 板的管孔，軸線平行的固定于管板之間。本實(shí)用新型的無缺口折流板管殼式換熱器工作時， 一種流體走管程，另一種流體由殼程流體進(jìn)口管進(jìn)入殼體后，從第一塊(按流動方向)折流 板上的大孔間隙穿過，改變一定方向后進(jìn)入第二塊折流板的大孔間隙，然后再改變一定方 向后進(jìn)入第三塊折流板的大孔間隙，依次穿過最后一塊折流板后，從殼程流體出口管流出，與管程流體完成熱量交換；折流板上的小孔對換熱管有支撐作用。在現(xiàn)有技術(shù)中，筒體3 —般安放在鞍座9上。本實(shí)用新型無缺口折流板管殼式固定管板換熱器中折流板上大小圓形管孔的分布可以是三角形的，例如圖2、圖3，也可以是 正方形的。折流板小孔直徑按換熱器標(biāo)準(zhǔn)GB151設(shè)計(jì)，大孔直徑根據(jù)換熱管直徑不同而不 同，可比小孔直徑大2-8mm。本實(shí)用新型的無缺口折流板管殼式浮頭換熱器參見圖4，包括筒體5，筒體5兩端分別開有殼程流體進(jìn)口 4和殼程流體出口 14，筒體5 —端通過法蘭與固定管板3連接，管板 外側(cè)連接管箱1 (左管箱)，管箱1上分別開有管程流體進(jìn)口 18和管程流體出口 2，筒體5 另一端通過浮頭法蘭11與浮頭端管箱10(右管箱)連接，浮頭端管箱10內(nèi)有浮頭管板12， 浮頭管板12由鉤圈13和浮頭法蘭11與浮頭蓋板連接，筒體5中有換熱管束9、折流板6和 7和位于筒體5中心的擋管15，折流板垂直于管軸并由拉桿16和定距管8沿軸向平行均布 固定，拉桿16固定在管板3上，折流板為無缺口折流板，每塊折流板上有大小不同的兩種圓 形管孔，任何一塊折流板的大圓形管孔和小圓形管孔按照常規(guī)技術(shù)分布，且相鄰兩折流板 大小圓形管孔分布不同，管束9和擋管15穿過一組無缺口折流板的管孔，軸線平行地固定 于固定管板3和浮頭管板12之間。本實(shí)用新型的無缺口折流板管殼式換熱器工作時，一種 流體走管程，另一種流體由殼程流體進(jìn)口管進(jìn)入殼體后，從第一塊(按流動方向)折流板上 的大圓形管孔間隙穿過，改變一定方向后進(jìn)入第二塊折流板的大圓形管孔間隙，然后再改 變一定方向后進(jìn)入第三塊折流板的大圓形管孔間隙，依次穿過最后一塊折流板后，從殼程 流體出口管流出，與管程流體完成熱量交換；折流板上的小圓形管孔對換熱管有支撐作用。在實(shí)際應(yīng)用中，筒體5 —般安放在鞍座17上。本實(shí)用新型無缺口折流板管殼式浮頭換熱器中折流板上大小圓形管孔的分布可以是三角形的，例如圖5、圖6，也可以是正方 形的，如圖8、圖9。折流板小圓形管孔直徑按換熱器標(biāo)準(zhǔn)GB151設(shè)計(jì)，大圓形管孔直徑根據(jù) 換熱管直徑不同而不同，可比小圓形管孔直徑大2-8mm。本實(shí)用新型的無缺口折流板管殼式U形管換熱器參見圖7，包括筒體5，筒體5兩 端分別開有殼程流體進(jìn)口 4和殼程流體出口 9，筒體5—端通過法蘭與固定管板3連接，管 板外側(cè)連接管箱1，管箱1上分別開有管程流體進(jìn)口 13和出口 2，筒體5中有U形管束8和 折流板6和7，折流板垂直于管軸并由拉桿12和定距管11沿軸向平行均布固定，拉桿12固 定在管板3上，折流板為無缺口折流板，每塊折流板上有大小不同的兩種圓形管孔，任何一 塊折流板的大圓形管孔和小圓形管孔按照常規(guī)技術(shù)分布，且相鄰兩折流板大小圓形管孔分 布不同，管束8穿過一組無缺口折流板的管孔，軸線平行地固定在固定管板3上。本實(shí)用新 型的無缺口折流板管殼式換熱器工作時，一種流體走管程，另一種流體由殼程流體進(jìn)口管 進(jìn)入殼體后，從第一塊(按流動方向)折流板上的大圓形管孔間隙穿過，改變一定方向后進(jìn) 入第二塊折流板的大圓形管孔間隙，然后再改變一定方向后進(jìn)入第三塊折流板的大圓形管 孔間隙，依次穿過最后一塊折流板后，從殼程流體出口管流出，與管程流體完成熱量交換； 折流板上的小圓形管孔對換熱管有支撐作用。在現(xiàn)有技術(shù)中，筒體5 —般安放在鞍座10上。本實(shí)用新型無缺口折流板管殼式U 形管換熱器中折流板上大小圓形管孔的分布可以是三角形的，例如圖5、圖6，也可以是正 方形的，如圖8、圖9。折流板小圓形管孔直徑按換熱器標(biāo)準(zhǔn)GB151設(shè)計(jì)，大圓形管孔直徑根 據(jù)換熱管直徑不同而不同，比小圓形管孔直徑大2-8mm。[0011]本實(shí)用新型的效果本實(shí)用新型將普通弓形折流板換熱器殼程的流體由穿過管束的橫流改變?yōu)檠毓苁牧鲃?，明顯減小了壓力降，同時，也減小了傳熱“死區(qū)”，提高了傳熱 效率，減緩了管子振動和磨損。對于同樣換熱介質(zhì)、同樣規(guī)格和型式的換熱器，本實(shí)用新型 提供的無缺口折流板管殼式換熱器比普通的弓形折流板換熱器殼程壓力降下降25-35%， 單位壓力降的換熱效率提高20-30%，同時保持了弓形折流板加工、安裝方便，適宜標(biāo)準(zhǔn)化， 成本低的優(yōu)勢。

圖1無缺口折流板管殼式固定管板換熱器結(jié)構(gòu)圖圖1中，1為管箱，2為管板，3為筒體，4和5為折流板，6為換熱管束，7為殼程流 體進(jìn)口，8為管程流體出口，9為鞍座，10為定距管，11為拉桿，12為殼程流體出口，13為管 程流體進(jìn)口。圖2無缺口折流板管殼式固定管板換熱器中某一塊折流板上大小不同的兩種圓 形管孔三角形排列分布示意圖圖3無缺口折流板管殼式固定管板換熱器中相鄰折流板上大小不同的兩種圓形 管孔三角形排列分布示意圖圖4無缺口折流板管殼式浮頭換熱器結(jié)構(gòu)圖圖4中，1為左管箱，2為管程流體出口，3為管板，4為殼程流體進(jìn)口，5為筒體，6 和7為折流板，8為定距管，9為換熱管，10為右管箱，11為浮頭法蘭，12為浮頭管板，13為 鉤圈，14為殼程流體出口，15為擋管，16為拉桿，17為鞍座，18為管程流體進(jìn)口。圖5無缺口折流板管殼式浮頭或U形管換熱器中某一塊折流板上大小不同的兩種 圓形管孔三角形排列的分布示意圖圖6無缺口折流板管殼式浮頭或U形管換熱器中相鄰折流板上大小不同的兩種圓 形管孔三角形排列分布示意圖圖7無缺口折流板管殼式U形管換熱器結(jié)構(gòu)圖 圖7中，1為管箱，2為管程流體出口，3為管板，4為殼程流體進(jìn)口，5為筒體，6和7 為折流板，8為換熱管，9為殼程流體出口，10為鞍座，11為定距管，12為拉桿，13為管程流 體進(jìn)口。圖8無缺口折流板管殼式浮頭或U形管換熱器中某一塊折流板上大小不同的兩種 圓形管孔正方形排列的分布示意圖圖9無缺口折流板管殼式浮頭或U形管換熱器中相鄰折流板上大小不同的兩種圓 形管孔正方形排列分布示意圖
具體實(shí)施方式
下面用實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。但本實(shí)用新型不限于以下實(shí)施例。實(shí)施例1本實(shí)用新型無缺口折流板管殼式固定管板換熱器參見圖1，包括安放在鞍座9上 的筒體3，筒體上兩端側(cè)面分別開有殼程流體進(jìn)口 7和殼程流體出口 12，筒體兩端有固定管 板2，兩管板外側(cè)分別連接兩個管箱1，兩管箱上分別開有管程流體進(jìn)口 13和出口 8，筒體中有換熱管束6，管束穿過一組無缺口折流板4和5的管孔，軸線平行的固定于管板之間，折流板由拉桿11和定距管10沿軸向均布固定。折流板上管孔的分布是三角形的，換熱介質(zhì)管 程流體為水，進(jìn)口溫度為20°C，殼程流體為C6油，進(jìn)口溫度為120°C。筒體內(nèi)徑為800mm; 換熱管為Φ25Χ2，根數(shù)為490，穿過8個無缺口折流板，折流板厚度為10mm，相鄰兩圓孔中 心連線距離為32mm，小圓形管孔直徑為25. 8mm，大圓形管孔直徑為29. 8mm，折流板間距為 660mm。換熱后C6油溫度下降到80°C。與普通弓形折流板固定管板換熱器相比，殼程壓力降下降25%，單位壓力降的換 熱效率提高23%。上述無缺口折流板管殼式固定管板換熱器的大小圓形管孔也可以呈正方形排布， 小圓形管孔直徑為25. 8mm,大圓形管孔直徑為27. 8mm或33. 8mm。實(shí)施列2本實(shí)用新型的無缺口折流板管殼式浮頭換熱器參見圖4，包括安放在鞍座17上 的筒體5，筒體5兩端分別開有殼程流體進(jìn)口 4和殼程流體出口 14，筒體5 —端通過法蘭與 固定管板3連接，管板外側(cè)連接管箱1 (左管箱)，管箱1上分別開有管程流體進(jìn)口 18和出 口 13，筒體5另一端通過法蘭與浮頭端管箱10 (右管箱)連接，浮頭端管箱10內(nèi)有浮頭管 板12，浮頭管板12由鉤圈13和浮頭法蘭11與浮頭蓋板連接，筒體5中有換熱管束9、折流 板6和7和位于筒體5中心的擋管15，，折流板垂直于管軸并由拉桿16和定距管8沿軸向平 行均布固定，拉桿16固定在管板3上，折流板6和7為無缺口折流板，每塊折流板上有大小 不同的兩種圓形管孔，任何一塊折流板的大小圓形管孔分布和相鄰折流板不同，管束9和 擋管15穿過一組無缺口折流板6和7的管孔，軸線平行地固定于固定管板3和浮頭管板12 之間。折流板上大小圓形管孔的分布是三角形的，換熱介質(zhì)管程流體為循環(huán)油漿，進(jìn)口溫度 為318°C，殼程流體為脫氧水，進(jìn)口溫度為2000C。筒體內(nèi)徑為1600mm ；換熱管為Φ 25 X 2. 5， 根數(shù)為1248，穿過7個無缺口折流板，折流板厚度為10mm，相鄰兩圓形管孔中心連線距離為 32mm，小圓形管孔直徑為25. 8mm，大圓形管孔直徑為31. 8mm，折流板間距為1000mm。換熱后 循環(huán)油漿溫度下降到260°C。與同樣結(jié)構(gòu)的普通弓形折流板浮頭換熱器相比，殼程壓力降下降30%，單位壓力 降的換熱效率提高26%。上述無缺口折流板管殼式浮頭換熱器的大小圓形管孔也可以呈正方形排布，小圓 形管孔直徑為25. 8mm,大圓形管孔直徑為27. 8mm或33. 8mm。實(shí)施例3本實(shí)用新型的無缺口折流板管殼式U形管換熱器參見圖7，包括安放在鞍座10 上的筒體5，筒體5兩端分別開有殼程流體進(jìn)口 4和殼程流體出口 9，筒體5—端通過法蘭 與固定管板3連接，管板外側(cè)連接管箱1 (左管箱)，管箱1上分別開有管程流體進(jìn)口 13和 出口 2，筒體5中有U形管束8和折流板6和7，折流板垂直于管軸并由拉桿12和定距管11 沿軸向平行均布固定，拉桿12固定在管板3上，折流板6和7為無缺口折流板，每塊折流板 上有大小不同的兩種圓形管孔，任何一塊折流板的大小圓形管孔分布和相鄰折流板不同， 管束8穿過一組無缺口折流板6和7的管孔，軸線平行地固定在固定管板3上。折流板上 大小圓形管孔的分布是正方形的，換熱介質(zhì)管程流體為循環(huán)水，進(jìn)口溫度為30°C，殼程流體 為異丙苯、酚、乙苯、AMS，進(jìn)口溫度為110°C。筒體內(nèi)徑為450mm;換熱管為Φ25Χ2.5，根數(shù)為60，穿過46個無缺口折流板，折流板厚度為5mm，相鄰兩圓形管孔中心連線距離為32mm，小圓形管孔直徑Φ 25. 8mm，大圓形管孔直徑Φ 33. 8mm，折流板間距為100mm。換熱殼程流體 溫度下降到40°C。與同樣結(jié)構(gòu)的普通弓形折流板U形管換熱器相比，殼程壓力降下降35%，單位壓 力降的換熱效率提高30%。上述無缺口折流板管殼式U形管換熱器的大小圓形管孔也可以呈三角形排布，小 圓形管孔直徑Φ 25. 8mm,大圓形管孔直徑27. 8mm或33. 8mm。
權(quán)利要求一種無缺口折流板管殼式換熱器，為固定管板換熱器，包括筒體(3)，筒體(3)上兩端分別開有殼程流體進(jìn)口(7)和殼程流體出口(12)，筒體(3)兩端有固定管板(2)，兩固定管板(2)外側(cè)分別連接兩個管箱(1)，兩管箱(1)上分別開有管程流體進(jìn)口(13)和出口(8)，筒體(3)中有換熱管束(6)和折流板(5)，折流板垂直于管軸并由拉桿(11)和定距管(10)沿軸向平行均布固定，拉桿(11)固定在管板(2)上，其特征在于，折流板為無缺口折流板，每塊折流板上設(shè)置有大圓形管孔和小圓形管孔，且相鄰兩折流板大小圓形管孔分布不同，管束(6)穿過一組無缺口折流板的管孔，軸線平行的固定于管板(2)之間。
2.按照權(quán)利要求1的一種無缺口折流板管殼式換熱器，其特征在于折流板小圓形管孔 直徑按換熱器標(biāo)準(zhǔn)GB151設(shè)計(jì)，大圓形管孔直徑比小圓形管孔直徑大2-8mm。
3.按照權(quán)利要求1的一種無缺口折流板管殼式換熱器，其特征在于，所述大圓形管孔 和小圓形管孔的分布為三角形或正方形。
4.一種無缺口折流板管殼式換熱器，為浮頭換熱器，包括筒體(5)，筒體(5)兩端分別 開有殼程流體進(jìn)口(4)和殼程流體出口(14)，筒體(5) —端通過浮頭法蘭(11)與固定管板 (3)連接，固定管板(3)外側(cè)連接管箱(1)，管箱(1)上分別開有管程流體進(jìn)口(18)和管程 流體出口(2)，筒體(5)另一端通過浮頭法蘭(11)與浮頭端管箱(10)連接，筒體(5)中有換 熱管束(9)和折流板(6)，折流板(5)垂直于管軸并由拉桿(16)和定距管(8)沿軸向平行 均布固定，拉桿(16)固定在管板(3)上，其特征在于，所述折流板為無缺口折流板，每塊折 流板上設(shè)置有大圓形管孔和小圓形管孔，且相鄰兩折流板大小圓形管孔分布不同，管束(9) 穿過一組無缺口折流板的管孔，軸線平行地固定于固定管板(3)和浮頭管板(12)之間。
5.按照權(quán)利要求4的一種無缺口折流板管殼式換熱器，其特征在于折流板小圓形管孔 直徑按換熱器標(biāo)準(zhǔn)GB151設(shè)計(jì)，大圓形管孔直徑比小圓形管孔直徑大2-8mm。
6.按照權(quán)利要求4的一種無缺口折流板管殼式換熱器，其特征在于，所述大圓形管孔 和小圓形管孔的分布為三角形或正方形。
7.—種無缺口折流板管殼式換熱器，為U形管換熱器，包括筒體(5)，筒體(5)兩端分 別開有殼程流體進(jìn)口(4)和殼程流體出口(9)，筒體(5) —端通過法蘭與固定管板(3)連 接，管板外側(cè)連接管箱(1)，管箱(1)上分別開有管程流體進(jìn)口(13)和出口(2)，筒體(5) 中有U形管束(8)和折流板(6)，折流板(6)垂直于管軸并由拉桿(12)和定距管(11)沿軸 向平行均布固定，拉桿(12)固定在管板(3)上，其特征在于，所述折流板為無缺口折流板， 每塊折流板上設(shè)置有大圓形管孔和小圓形管孔，且相鄰兩折流板大小圓形管孔分布不同， 管束(8)穿過無缺口折流板的管孔，軸線平行地固定在固定管板(3)上。
8.按照權(quán)利要求7的一種無缺口折流板管殼式換熱器，其特征在于，所述小圓形管孔 直徑按換熱器標(biāo)準(zhǔn)GB151設(shè)計(jì)，大圓形管孔直徑比小圓形管孔直徑大2-8mm。
9.按照權(quán)利要求7的一種無缺口折流板管殼式換熱器，其特征在于，所述大圓形管孔 和小圓形管孔的分布為三角形或正方形。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種無缺口折流板管殼式換熱器，將普通弓形折流板換熱器殼程的流體由穿過管束的橫流改變?yōu)檠毓苁牧鲃?；可以是固定管板式、浮頭式和U形管式換熱器。該無缺口折流板管殼式換熱器包括筒體，筒體上分別開有殼程流體進(jìn)口和殼程流體出口，筒體上設(shè)有固定管板，兩管板連有管箱，管箱上分別開有管程流體進(jìn)口和出口，筒體中有換熱管束和折流板，折流板垂直于管軸并由拉桿和定距管沿軸向平行均布固定，拉桿固定在管板上，折流板為無缺口折流板，任何一塊折流板的大圓形管孔和小圓形管孔按照常規(guī)技術(shù)分布，且相鄰兩折流板大小圓形管孔分布不同，管束穿過一組無缺口折流板的管孔，軸線平行的固定于管板之間。本實(shí)用新型明顯減小了壓力降，同時，也減小了傳熱“死區(qū)”，提高了傳熱效率，減緩了管子振動和磨損。
文檔編號F28F9/24GK201589572SQ20092027110
公開日2010年9月22日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者錢才富 申請人:北京化工大學(xué)