一種臥式管殼式換熱器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種臥式管殼式換熱器，其特征在于：它包括一殼體，在殼體的兩端分別通過一管板連接一封頭，在殼體一端的頂部設(shè)置有殼側(cè)進(jìn)口管，在殼體另一端的底部設(shè)置有殼側(cè)出口管，在靠近殼側(cè)進(jìn)口管的封頭的頂部設(shè)置有一管側(cè)進(jìn)口管，在靠近殼側(cè)出口管的封頭的底部緊固連接一管側(cè)出口管，在殼體內(nèi)設(shè)置有一換熱管束，換熱管束的兩端與兩管板緊固連接，換熱管束包括一沿殼體中心軸線布置的換熱直管和多個(gè)螺旋設(shè)置在換熱直管外部的換熱彎管。換熱管束穿接多個(gè)設(shè)置在殼體內(nèi)的折流板。其中，折流板可以為螺旋折流板，也可以為弓形折流板。本發(fā)明能夠防止殼側(cè)流體氣相和液相出現(xiàn)分層現(xiàn)象，本發(fā)明換熱均勻且穩(wěn)定性好。
【專利說明】
一種臥式管殼式換熱器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種換熱器，特別是關(guān)于一種臥式管殼式換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]由于管殼式換熱器具有可靠穩(wěn)定、適應(yīng)性強(qiáng)、設(shè)計(jì)和制造簡單等優(yōu)點(diǎn)，所以管殼式換熱器被廣泛地運(yùn)用于石油化工、電力、環(huán)保和制冷等工業(yè)領(lǐng)域。如圖1所示，傳統(tǒng)管殼式換熱器包括殼體1、管板2、封頭3和換熱管束4。其中，換熱管束4為直管形式，且換熱管束4的空間分布相對固定。但是，當(dāng)殼側(cè)介質(zhì)的溫度或者相態(tài)空間分布不均勻時(shí)，在重力作用下殼側(cè)流體氣相部分和液相部分會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象。由于位于管殼式換熱器頂部的換熱管束只與殼側(cè)氣體介質(zhì)換熱，位于管殼式換熱器底部的換熱管束只與殼側(cè)液體介質(zhì)換熱，因此導(dǎo)致管殼式換熱器換熱不均勻，從而使得管殼式換熱器的換熱性能嚴(yán)重下降乃至失效。為保證管殼式換熱器能夠安全和高效地運(yùn)行，有必要解決管殼式換熱器殼側(cè)流體換熱不均勻的問題。
[0003]目前解決管殼式換熱器殼側(cè)氣液分層導(dǎo)致?lián)Q熱惡化問題，主要是通過增加排液孔將冷凝形成的液體排出從而減少殼側(cè)液體。CN148969 6 5A公開了一種帶有中間排液的管殼式實(shí)驗(yàn)換熱器，在該裝置的隔板上設(shè)置有漏液孔，將冷凝液通過保溫管連接到一個(gè)封閉的容器內(nèi)。但是，這種方式會(huì)改變閉式混合冷劑制冷循環(huán)中混合冷劑的組分，從而將影響整個(gè)循環(huán)的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種換熱均勻且穩(wěn)定性好的臥式管殼式換熱器。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種臥式管殼式換熱器，其特征在于:它包括一殼體，在所述殼體的兩端分別通過一管板連接一封頭，在所述殼體一端的頂部設(shè)置有殼側(cè)進(jìn)口管，在所述殼體另一端的底部設(shè)置有殼側(cè)出口管，在靠近所述殼側(cè)進(jìn)口管的所述封頭的頂部設(shè)置有一管側(cè)進(jìn)口管，在靠近所述殼側(cè)出口管的所述封頭的底部緊固連接一管側(cè)出口管，在所述殼體內(nèi)設(shè)置有一換熱管束，所述換熱管束的兩端與兩所述管板緊固連接，所述換熱管束包括一沿所述殼體中心軸線布置的換熱直管和多個(gè)螺旋設(shè)置在所述換熱直管外部的換熱彎管。
[0006]所述換熱管束穿接多個(gè)設(shè)置在所述殼體內(nèi)的折流板。
[0007]各所述折流板首尾連接且沿所述換熱管束呈螺旋布置，且各所述折流板的旋轉(zhuǎn)方向與所述換熱管束的旋轉(zhuǎn)方向相反。
[0008]每一所述折流板為帶缺口的弓形折流板，每一所述弓形折流板與所述換熱管束垂向布置，相鄰兩所述弓形折流板與所述殼體不同側(cè)的側(cè)壁緊固連接，各所述弓形折流板的所述缺口之間形成流體介質(zhì)的通道。
[0009]每一所述換熱彎管均以其中心線至所述換熱直管中心線的距離為旋轉(zhuǎn)半徑，各所述換熱彎管均呈等螺距布置。
[0010]每一所述換熱彎管均包括兩與兩所述管板緊固連接的直管段和一位于兩所述直管段之間的螺旋管段。
[0011]所述換熱彎管在所述換熱直管的外周由內(nèi)至外呈分層布置，位于最外層的每一所述換熱彎管的螺旋升角為65?75°。
[0012]每一所述管板與所述封頭之間均通過法蘭緊固連接。
[0013]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明設(shè)置了一換熱管束，換熱管束包括一沿殼體中心軸線布置的換熱直管和多個(gè)螺旋設(shè)置在換熱直管外部的換熱彎管，能夠增加換熱管束單位體積內(nèi)的換熱面積，同時(shí)螺旋布置的換熱彎管能夠防止殼側(cè)流體氣相和液相出現(xiàn)分層現(xiàn)象，本發(fā)明換熱均勻且穩(wěn)定性好。2、本發(fā)明每一換熱彎管均以其中心線至換熱直管中心線的距離為旋轉(zhuǎn)半徑，各換熱彎管均呈等螺距布置，能夠保證換熱管束在殼體橫截面上的相對位置不變，以便于在換熱管束上安裝折流板。3、本發(fā)明換熱管束穿接多個(gè)設(shè)置在殼體內(nèi)的折流板，能夠?qū)?cè)的流體起到導(dǎo)流和擾動(dòng)的作用。4、本發(fā)明換熱彎管在換熱直管的外周由內(nèi)至外呈分層布置，位于最外層的每一換熱彎管的螺旋升角為65?75°，能夠保證相鄰兩換熱彎管之間存在一定的間隙，能夠提高本發(fā)明的換熱效果。
【附圖說明】
[0014]圖1是已有技術(shù)直管管束的剖面圖
[0015]圖2是本發(fā)明連接螺旋折流板的結(jié)構(gòu)示意圖
[0016]圖3是本發(fā)明連接弓形折流板的結(jié)構(gòu)示意圖
[0017]圖4是本發(fā)明螺旋折流板的結(jié)構(gòu)示意圖
[0018]圖5是本發(fā)明弓形折流板的結(jié)構(gòu)示意圖
[0019]圖6是本發(fā)明換熱管束的剖面示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0021 ]如圖2、圖3所不，本發(fā)明提出了一種臥式管殼式換熱器，它包括一殼體I，在殼體I的兩端分別通過一管板2連接一封頭3。在殼體I 一端的頂部設(shè)置有殼側(cè)進(jìn)口管11，在殼體I另一端的底部設(shè)置有殼側(cè)出口管12。在靠近殼側(cè)進(jìn)口管11的封頭3的頂部設(shè)置有一管側(cè)進(jìn)口管31，在靠近殼側(cè)出口管12的封頭3的底部緊固連接一管側(cè)出口管32。在殼體I內(nèi)設(shè)置有一換熱管束4，換熱管束4的兩端與兩管板2緊固連接。換熱管束4包括一沿殼體I中心軸線布置的換熱直管41和多個(gè)螺旋設(shè)置在換熱直管41外部的換熱彎管42，能夠增加換熱管束4單位體積內(nèi)的換熱面積。
[0022]上述實(shí)施例中，換熱管束4穿接多個(gè)設(shè)置在殼體I內(nèi)的折流板5(如圖2?5所示)，能夠?qū)?cè)的流體起到導(dǎo)流和擾動(dòng)的作用。如圖2、圖4所示，折流板5可以采用螺旋形的折流板(如圖2所示)，也可以采用弓形折流板(如圖5所示)。當(dāng)采用螺旋形的折流板時(shí)，各折流板5可以首尾連接且沿?fù)Q熱管束4呈螺旋布置，各折流板5的旋轉(zhuǎn)方向與換熱管束4的旋轉(zhuǎn)方向相反，以便于折流板5與換熱管束4之間連接。當(dāng)采用弓形的折流板時(shí)，每一弓形折流板5與換熱管束4垂向布置，相鄰兩弓形折流板5與殼體I不同側(cè)的側(cè)壁緊固連接，各弓形折流板5的缺口51之間形成流體介質(zhì)的通道(如圖3所示)。弓形折流板5的缺口51位置上下或者左右設(shè)置。
[0023]上述實(shí)施例中，如圖6所示，每一換熱彎管42均以其中心線至換熱直管41中心線的距離為旋轉(zhuǎn)半徑。各換熱彎管42均呈等螺距布置，能夠保證換熱管束4在殼體I橫截面上的相對位置不變。
[0024]上述實(shí)施例中，如圖6所示，換熱彎管42在換熱直管41的外周由內(nèi)至外呈分層布置，位于最外層的每一換熱彎管42的螺旋升角為65?75°，能夠保證相鄰兩換熱彎管42之間存在一定的間隙。
[°°25]上述實(shí)施例中，如圖2、圖3、圖6所示，每一換熱彎管42均包括兩與兩管板2緊固連接的直管段421和一位于兩直管段421之間的螺旋管段422。
[0026]上述實(shí)施例中，每一管板2與封頭3之間均通過法蘭緊固連接。
[0027]使用時(shí)，本發(fā)明在殼側(cè)相變工況中，特別是應(yīng)用于殼側(cè)存在氣液兩相分層流動(dòng)的工況。本發(fā)明換熱管束4既能夠與本發(fā)明頂部的殼側(cè)氣相介質(zhì)換熱，也能夠與本發(fā)明底部的殼側(cè)液相介質(zhì)換熱。由于各換熱彎管42在殼體I內(nèi)呈螺旋形旋轉(zhuǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)各換熱彎管42與殼側(cè)介質(zhì)的換熱趨近于均勻。同時(shí)通過各折流板5的擾流作用，能夠使殼側(cè)介質(zhì)呈“弓”形或者螺旋形流動(dòng)，進(jìn)一步增強(qiáng)了本發(fā)明的換熱效果和換熱均勻性。
[0028]上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種臥式管殼式換熱器，其特征在于:它包括一殼體，在所述殼體的兩端分別通過一管板連接一封頭，在所述殼體一端的頂部設(shè)置有殼側(cè)進(jìn)口管，在所述殼體另一端的底部設(shè)置有殼側(cè)出口管，在靠近所述殼側(cè)進(jìn)口管的所述封頭的頂部設(shè)置有一管側(cè)進(jìn)口管，在靠近所述殼側(cè)出口管的所述封頭的底部緊固連接一管側(cè)出口管，在所述殼體內(nèi)設(shè)置有一換熱管束，所述換熱管束的兩端與兩所述管板緊固連接，所述換熱管束包括一沿所述殼體中心軸線布置的換熱直管和多個(gè)螺旋設(shè)置在所述換熱直管外部的換熱彎管。2.如權(quán)利要求1所述的一種臥式管殼式換熱器，其特征在于:所述換熱管束穿接多個(gè)設(shè)置在所述殼體內(nèi)的折流板。3.如權(quán)利要求2所述的一種臥式管殼式換熱器，其特征在于:各所述折流板首尾連接且沿所述換熱管束呈螺旋布置，且各所述折流板的旋轉(zhuǎn)方向與所述換熱管束的旋轉(zhuǎn)方向相反。4.如權(quán)利要求2所述的一種臥式管殼式換熱器，其特征在于:每一所述折流板為帶缺口的弓形折流板，每一所述弓形折流板與所述換熱管束垂向布置，相鄰兩所述弓形折流板與所述殼體不同側(cè)的側(cè)壁緊固連接，各所述弓形折流板的所述缺口之間形成流體介質(zhì)的通道。5.如權(quán)利要求1所述的一種臥式管殼式換熱器，其特征在于:每一所述換熱彎管均以其中心線至所述換熱直管中心線的距離為旋轉(zhuǎn)半徑，各所述換熱彎管均呈等螺距布置。6.如權(quán)利要求1所述的一種臥式管殼式換熱器，其特征在于:每一所述換熱彎管均包括兩與兩所述管板緊固連接的直管段和一位于兩所述直管段之間的螺旋管段。7.如權(quán)利要求1所述的一種臥式管殼式換熱器，其特征在于:所述換熱彎管在所述換熱直管的外周由內(nèi)至外呈分層布置，位于最外層的每一所述換熱彎管的螺旋升角為65?75°。8.如權(quán)利要求1所述的一種臥式管殼式換熱器，其特征在于:每一所述管板與所述封頭之間均通過法蘭緊固連接。
【文檔編號】F28D7/02GK105910467SQ201610318733
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】楊文剛, 陳杰, 丁國良, 胡海濤, 楊果成, 胡蘇陽, 高瑋, 羅婷婷, 張曉慧
【申請人】中國海洋石油總公司, 中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司