專利名稱：一種三分之一扇形螺旋折流板管殼式換熱器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及螺旋折流板管殼式換熱器，尤其涉及正三角排列布管的管殼式換熱器的 技術領域。
背景技術：
管殼式換熱器因其結構簡單，承受壓力高的特點依然是熱交換設備的主流型式。常 用的弓形折流板形式雖然加工制造簡單，但存在流動死區(qū)，流動阻力較大，以及在缺口 處管束支撐跨距較大，容易誘導振動破壞等缺點，因而催生許多新的管束支撐方案，螺 旋折流板就是其中之一。理論上的螺旋折流板是曲面，難以制作，目前已有l(wèi)/4橢圓/扇 形螺旋折流板改進方案，每層折流板由4片1/4橢圓/扇形折流板組成，頭尾相接可組成 殼側螺旋通道。由于管殼式換熱器中大量使用的是最為緊湊的正三角形布置的管束，而 這就給在1/4橢圓/扇形折流板上進行傾斜管孔的劃線定位造成較大的困難，影響了這種 類型折流板的普及應用。發(fā)明內容本發(fā)明目的是提供一種換熱效率高、降低阻力損失、適合于正三角形排列布管的三 分之一扇形螺旋折流板管殼式換熱器。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的采用如下技術方案本發(fā)明包括圓筒形殼體、管束、左管板、右管板、流體進口接管、流體出口接管， 兩塊管板同心布置并焊接在圓筒形殼體的兩端，管束的每根管子都從一端管板穿入，再 從右管板伸出，每個管子的管端都與管板焊接或脹接；流體進口接管、流體出口接管布 置在圓筒形殼體的兩端側面；其特征在于還包括若干塊折流板，每塊折流板傾斜布置 在圓筒形殼體內，每塊折流板由一條該折流板相切橢圓的曲邊和兩條對稱于橢圓的半短 軸的直邊構成，每塊折流板的投影約占據(jù)圓筒形殼體的內截面圓的三分之一，兩條直邊 分別位于管束的自然間隔中；以該折流板相切橢圓的半短軸為基準線，基準線與殼體軸線垂直，且與該折流板包含的正三角形排列布管的一條管孔中心連線重合；兩條直邊也 各與另外方向的管孔中心連線平行；每塊折流板以基準線為軸傾斜；相鄰兩塊折流板的后一塊折流板的前緣邊與前一塊折流板的后緣邊在折流板外圏首尾相接，在管板上劃分 三塊與每個折流板所占的扇區(qū)相對應的三等分對稱區(qū)域，每塊折流板上的管孔與管板上相應區(qū)域的管孔--對應。比較好的是本發(fā)明可利用在管板上劃分的三等分對稱區(qū)域之間的間隔在換熱器兩端封頭內設置分隔板，形成三管程流動。本發(fā)明的扇形折流板的形狀實為橢圓扇形，兩條直邊對稱于橢圓的半短軸(基準線)，長度相等，且兩條直邊與基準線的夾角相等；兩條直邊的夾角隨傾斜角-的不同將稍大于120° ;相鄰兩塊折流板的后一塊折流板的前緣邊與前一塊折流板的后緣邊在折流板外 圏首尾相接，宜有少量重疊，重疊余量以方便鉆孔且不干涉相鄰管束為原則，設置重疊 余量有利于減少相鄰折流板交接處的逆向漏流。本發(fā)明采用上述技術方案，與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點1、 殼側流體由弓形折流板方案的蛇形流動變?yōu)楸痉桨傅穆菪鲃?。前者的流動方?不斷改變，造成對傳熱沒有貢獻的局部阻力損失，而后者的流動方向基本不變，沒有額 外的局部阻力損失。由于各折流板覆蓋了全部流體通道，且管束支撐點間距不變，支撐 位置逐步變化，避免了弓形折流板方案的流動死區(qū)和缺口處部分管束支撐跨距過大容易 產生共振而造成振動破壞的問題，使得本方案不僅傳熱效率提高，流動阻力減小，而且 強度條件改善。對于殼側容積流速較大的場合，可采用雙頭螺旋折流板，以減小層距， 縮小管束的支撐間距。2、 本發(fā)明的布管設計方式是先按三等分分隔區(qū)域后布管，區(qū)域內管束排列各自為營， 因此設計比較方便，容易實現(xiàn)折流板形狀和布管的對稱性，但此時相鄰區(qū)域管束相互之 間的排列關系將由區(qū)域內部的叉排變?yōu)榻唤缣幍捻樑拧?、 由于各折流板以基準線為軸傾斜，折流板上與基準線平行方向的尺寸沒有改變， 而與基準線垂直方向的管孔間距尺寸則略有放大，需要除以cos-,兩條直角邊的夾角是 傾斜角-的單值函數(shù)，所以對三分之一扇形折流板的下料和折流板上傾斜管孔的定位劃 線加工還是比較容易實現(xiàn)的。4、 利用在管板上劃分的三等分對稱區(qū)域之間的間隔在換熱器兩端封頭內設置分隔 板，還可形成三管程流動。三管程流動不僅可提高管內流體的流速，而且可比偶數(shù)管程流動更接近逆流傳熱。與適合于均勻排列布管的不等邊三分扇形螺旋折流板換熱器相比， 由于兩條直邊的對稱性，給折流板的劃線、加工、裝配帶來方便。因此，對于可以采用 分區(qū)布管的螺旋折流板換熱器，本發(fā)明方案有較好的靈活性。分區(qū)布管的管束排列方法 也同樣可應用于三分橢圓螺旋折流板換熱器。


圖l是;^發(fā)明的一種立體結構示意圖。圖2是本發(fā)明折流板首尾相接布置立體示意圖。圖3是本發(fā)明實施例的折^il^換熱器中布置的投影視圖。圖4是本發(fā)明折流板投影主視圖。 圖5是本發(fā)明折流板的俯視圖。 圖6是圖5的A向視圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明實施例如圖1_6所示，本發(fā)明包括圓筒形殼體1、管束2、左管板31、右管板 32、流體進口接管5、流體出口接管6，左管板31、右管板32同心布置并焊接在圓筒形 殼體1的兩端，管束2的每根管子都從左管板31穿入，再從右管板32伸出，每個管子 的管端都與管板焊接或脹接；流體進口接管5、流體出口接管6以方便流體進入殼體后的 均勻分布和方便匯集流體為原則，分別布置在圓筒形殼體1的兩端側面位置；還包括若 干塊折流板4,每塊折流板4傾斜布置在圓筒形殼體1內，每塊折流板4由一條橢圓曲邊 和兩條對稱于橢圓半短軸的直邊構成，每塊折流板4的投影約占據(jù)圓筒形殼體1的內截 面圓的三分之一；兩條直邊分別位于管束的自然間隔中；以該折流板相切橢圓的半短軸 為基準線，基準線與殼體軸線垂直，且與該折流板包含的正三角形排列布管的一條管孔 中心連線重合；兩條直邊也各與另外方向的管孔中心連線平行；每塊折流板以基準線為 軸傾斜；相鄰兩塊折流板4的后一塊折流板的前緣邊與前一塊折流板的后緣邊在折流板 外圏首尾相接，在管板上劃分三塊與每個折流板所占的扇區(qū)相對應的三等分對稱區(qū)域， 每塊折流板4上的管孔與管板上各區(qū)域的管孔一一對應。若利用在管板上劃分的三等分 對稱區(qū)域之間的間隔在換熱器兩端封頭內設置分隔板，可形成三管程流動。
權利要求
1、一種三分之一扇形螺旋折流板管殼式換熱器，包括圓筒形殼體(1)、管束(2)、左管板(31)、右管板(32)、流體進口接管(5)、流體出口接管(6)，左管板(31)、右管板(32)同心布置并焊接在圓筒形殼體(1)的兩端，管束(2)的每根管子都從左管板(31)穿入，再從右管板(32)伸出，每個管子的管端都與管板焊接或脹接；流體進口接管(5)、流體出口接管(6)布置在圓筒形殼體(1)的兩端側面；其特征在于還包括若干塊折流板(4)，每塊折流板(4)傾斜布置在圓筒形殼體(1)內，每塊折流板(4)由一條該折流板相切橢圓的曲邊和兩條對稱于橢圓半短軸的直邊構成，每塊折流板(4)的投影約占據(jù)圓筒形殼體(1)的內截面圓的三分之一；兩條直邊分別位于管束的自然間隔中；以該折流板相切橢圓的半短軸為基準線，基準線與殼體軸線垂直，且與該折流板包含的正三角形排列布管的一條管孔中心連線重合；兩條直邊也各與另外方向的管孔中心連線平行；每塊折流板以基準線為軸傾斜；相鄰兩塊折流板(4)的后一塊折流板的前緣邊與前一塊折流板的后緣邊在折流板外圈首尾相接；在管板上劃分三塊與每個折流板所占的扇區(qū)相對應的三等分對稱區(qū)域，每塊折流板(4)上的管孔與管板上相應區(qū)域的管孔一一對應。
2、根據(jù)權利要求l所述的三分之一扇形螺旋折流板管殼式換熱器，其特征在于在管 板上劃分的三等分對稱區(qū)域之間的間隔中設置分隔板，所述分隔板設置在換熱器兩端封 頭內，形成三管程流動。
全文摘要
一種三分之一扇形螺旋折流板管殼式換熱器，涉及正三角排列布管的螺旋折流板管殼式換熱器的技術領域。本發(fā)明的管板同心布置并焊接在圓筒形殼體的兩端，在管板上劃分三塊三等分對稱布管區(qū)域，若干塊折流板依次傾斜布置在圓筒形殼體內，每塊折流板由一條橢圓曲邊和兩條對稱于橢圓半短軸的直邊構成，兩條直邊分別位于管束的自然間隔中，以該折流板相切橢圓的半短軸為折流板基準線，基準線與殼體軸線垂直，且與該折流板包含的正三角形排列布管的一條管孔中心連線重合；相鄰兩塊折流板的后一塊折流板的前緣邊與前一塊折流板的后緣邊在折流板外圈首尾相接。本發(fā)明實現(xiàn)了換熱效率高、降低阻力損失、適合于正三角形排列布管的目的。
文檔編號F28D7/10GK101403576SQ20081019521
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月7日 優(yōu)先權日2008年11月7日
發(fā)明者陳亞平 申請人:東南大學