本實(shí)用新型涉及一種纏繞管式換熱器，尤其涉及一種殼體內(nèi)設(shè)置圓筒隔板和孔板結(jié)構(gòu)的纏繞管式換熱器。

背景技術(shù)：

纏繞管式換熱器是大型海上天然氣浮式平臺的首選主低溫?fù)Q熱器，在《液化天然氣技術(shù)》(顧安忠著，2004年第1版，P160-169)等公開資料中均有描述。纏繞管式換熱器由多層圓管纏繞中心筒制成，其殼體是一個(gè)完整的腔體，殼側(cè)制冷劑能夠自由流通，管內(nèi)熱介質(zhì)與殼體內(nèi)冷介質(zhì)進(jìn)行熱交換。

當(dāng)纏繞管式換熱器應(yīng)用于海上浮式平臺時(shí)，換熱器會隨平臺一同運(yùn)動，并可能因這些運(yùn)動導(dǎo)致?lián)Q熱器的性能下降。如圖1所示，平臺的運(yùn)動主要為搖動與轉(zhuǎn)動。搖動時(shí)，換熱器傾斜，使殼側(cè)液相制冷劑向傾斜一側(cè)流動，傾斜反方向的管壁缺少液相制冷劑覆蓋而不能發(fā)揮傳熱的作用，導(dǎo)致整個(gè)換熱器的性能下降。轉(zhuǎn)動時(shí)，殼側(cè)液相制冷劑在離心力作用下向殼體外層流動，使得殼體內(nèi)層管壁缺少液相制冷劑覆蓋而不能發(fā)揮傳熱的作用，導(dǎo)致整個(gè)換熱器的性能下降。

如圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)中有一種在腔體內(nèi)設(shè)置豎直隔板的纏繞管式換熱器，通過將腔體空間分隔成周向分布的扇形空間，解決纏繞管式換熱器因?yàn)閾u動導(dǎo)致?lián)Q熱器性能下降問題，但依然無法解決纏繞管式換熱器的轉(zhuǎn)動導(dǎo)致?lián)Q熱器性能下降的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種殼體內(nèi)設(shè)置圓筒隔板和孔板結(jié)構(gòu)的纏繞管式換熱器，可以同時(shí)有效解決轉(zhuǎn)動、搖動導(dǎo)致的換熱器性能下降問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案：一種殼體內(nèi)設(shè)置圓筒隔板和孔板結(jié)構(gòu)的纏繞管式換熱器，其特征在于，該換熱器包括：殼體，同軸地設(shè)置在殼體內(nèi)的中心筒，設(shè)置在殼體內(nèi)中心筒上方的氣液分配器，和同軸地布置在中心筒外周的若干圓筒隔板；其中，各圓筒隔板的內(nèi)徑由內(nèi)至外依次增大；位于最內(nèi)側(cè)的圓筒隔板與中心筒之間、相鄰兩圓筒隔板之間以及位于最外側(cè)的圓筒隔板與殼體之間均沿周向間隔地設(shè)置多個(gè)孔板，殼體的腔體被多個(gè)圓筒隔板和孔板分隔成多個(gè)獨(dú)立小腔體；多根纏繞管分別從孔板上穿過，分為多層纏繞中心筒設(shè)置。

各圓筒隔板的頂端和底端分別與氣液分配器的下端板壁面和殼體的下端板壁面固定連接。

各孔板沿中心筒周向等角度間隔地設(shè)置，且各孔板交錯(cuò)布置。

各孔板上均開設(shè)有多個(gè)定位孔，多根纏繞管分別從孔板的定位孔內(nèi)穿過。

圓筒隔板、孔板和殼體均采用鋁板或不銹鋼板加工而成。

圓筒隔板的厚度為0.5～10毫米；位于最內(nèi)側(cè)的圓筒隔板與中心筒之間、相鄰兩圓筒隔板之間以及位于最外側(cè)的圓筒隔板與殼體之間的間距相等，且均能夠容納不超過5根的纏繞管。

孔板的厚度為0.5～5毫米，孔板的寬度與相鄰圓筒隔板的間距一致，定位孔的大小與纏繞管的外徑一致。

該換熱器的工作溫度為-162℃～120℃，工作壓力為0～10MPa。

本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本實(shí)用新型的殼體內(nèi)設(shè)置圓筒隔板和孔板結(jié)構(gòu)的纏繞管式換熱器，通過在纏繞管式換熱器殼體內(nèi)設(shè)置圓筒隔板和孔板，將腔體分割成沿徑向及周向分布的若干獨(dú)立腔；在轉(zhuǎn)動時(shí)，殼側(cè)制冷劑在離心力作用下向殼體外層流動過程中，會受到徑向分布的圓筒隔板阻擋，保證殼體內(nèi)層管壁有充足的液相制冷劑覆蓋并參與換熱，解決轉(zhuǎn)動導(dǎo)致的換熱器性能下降問題；在搖動時(shí)，殼側(cè)制冷劑向傾斜一側(cè)流動過程中，會受到孔板的阻擋，保證傾斜反方向的管壁有足夠的制冷劑覆蓋并參與換熱，解決搖動導(dǎo)致的換熱器性能下降問題；從而可以同時(shí)有效解決轉(zhuǎn)動、搖動導(dǎo)致的換熱器性能下降的問題。2、本實(shí)用新型的殼體內(nèi)設(shè)置圓筒隔板和孔板結(jié)構(gòu)的纏繞管式換熱器，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，可以廣泛應(yīng)用于海上天然氣浮式平臺的主低溫?fù)Q熱器。

附圖說明

圖1是普通纏繞管式換熱器轉(zhuǎn)動時(shí)殼體內(nèi)制冷劑的分布示意圖；

圖2是帶豎直隔板的纏繞管式換熱器轉(zhuǎn)動時(shí)殼體內(nèi)制冷劑的分布示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)動時(shí)殼體內(nèi)制冷劑的分布示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。

圖3中虛線箭頭表示熱介質(zhì)的流動方向，空心箭頭表示制冷劑的流動方向。

如圖3和圖4所示，本實(shí)用新型提供的殼體內(nèi)設(shè)置圓筒隔板和孔板結(jié)構(gòu)的纏繞管式換熱器，其包括殼體1、中心筒2、氣液分配器3、圓筒隔板4、孔板5和纏繞管6；其中，中心筒2同軸地設(shè)置在殼體1的腔體內(nèi)；氣液分配器3設(shè)置在中心筒2上方的殼體1的腔體內(nèi)；若干圓筒隔板4同軸地布置于中心筒2的外周，各圓筒隔板4的內(nèi)徑由內(nèi)至外依次增大且相鄰兩圓筒隔板4之間的徑向間距相等，各圓筒隔板4的頂端和底端分別與氣液分配器3的下端板壁面和殼體1的下端板壁面固定連接；位于最內(nèi)側(cè)的圓筒隔板4與中心筒2之間、相鄰兩圓筒隔板4之間以及位于最外側(cè)的圓筒隔板4與殼體1之間均沿周向等角度間隔地設(shè)置多個(gè)孔板5，且各孔板5交錯(cuò)布置，各孔板5上均開設(shè)有多個(gè)定位孔51；殼體1的腔體被多個(gè)圓筒隔板4和孔板5分隔成多個(gè)獨(dú)立小腔體；多根纏繞管6分別從孔板5的定位孔51內(nèi)穿過，分為多層纏繞中心筒2設(shè)置。

上述實(shí)施例中，圓筒隔板4、孔板5與殼體1的材質(zhì)保持一致，均采用鋁板或不銹鋼板加工而成。

上述實(shí)施例中，由于殼體1內(nèi)是0.4MPa以下的低壓空間，圓筒隔板4的厚度設(shè)置在0.5毫米至10毫米之間；各層圓筒隔板4的直徑由中心筒2的直徑、纏繞管6的直徑?jīng)Q定，從而保證最內(nèi)層圓筒隔板4與中心筒2之間、相鄰兩層圓筒隔板4之間能夠容納的纏繞管6不超過5根，同時(shí)間距相等。

上述實(shí)施例中，孔板5的厚度為0.5～5毫米，孔板5的寬度與相鄰圓筒隔板4的間距一致，定位孔51的大小與纏繞管6的外徑一致。

上述實(shí)施例中，本實(shí)用新型的工作溫度為-162℃～120℃，工作壓力為0～10MPa。

本實(shí)用新型的殼體內(nèi)設(shè)置圓筒隔板和孔板結(jié)構(gòu)的纏繞管式換熱器，在使用時(shí)，制冷劑從殼體1上部經(jīng)氣液分配器3流入由圓筒隔板4和孔板5分隔出的獨(dú)立小腔體內(nèi)，并自上而下沿纏繞管6壁面降膜流下，最后從換熱器底部流出。熱介質(zhì)在纏繞管6內(nèi)自下而上流動，通過纏繞管6管壁與殼體1內(nèi)的制冷劑發(fā)生熱交換，最后從換熱器頂部流出。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過在殼體1腔體內(nèi)設(shè)置圓筒隔板4，阻擋換熱器轉(zhuǎn)動時(shí)液相制冷劑在離心力作用下向殼體1外層流動，從而保證殼體1內(nèi)層的纏繞管6管壁有充足的液相制冷劑覆蓋并參與換熱，有效解決了轉(zhuǎn)動導(dǎo)致?lián)Q熱器性能下降的問題。

上述各實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。