專利名稱：中間搭接單通道螺旋折流板換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種管殼式換熱器，特別是一種中間搭接單通道螺旋 折流板換熱器，屬于化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
換熱器是一種廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、能源等領(lǐng)域的通用熱交換設(shè)
備。在眾多形式的換熱器中，管殼式換熱器是應(yīng)用最為廣泛的一種；據(jù)統(tǒng)計(jì)， 管殼式換熱器約占換熱器總巿場份額的37%，而在石油、化工行業(yè)管殼式換熱 器更是占到高達(dá)70%的份額。而目前所使用的管殼式換熱器釆用弓形折流板結(jié) 構(gòu)，即殼程流體的流動(dòng)形式為"Z"字型折返流。這種流動(dòng)形式在折流板與殼 壁相接處附近，存在流動(dòng)滯止區(qū)，導(dǎo)致該區(qū)換熱系數(shù)低，且容易積垢；同時(shí)， 折返流動(dòng)在折流板缺口邊緣處會(huì)發(fā)生流動(dòng)分離，導(dǎo)致殼程壓力降過大，而且流 體在兩塊折流板之間橫向沖刷管束，也容易引起換熱管振動(dòng)，降低換熱器的使 用壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種中間搭接單通道螺旋折流板換熱器，使殼 程流體呈近似的螺旋狀流動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)有效降低殼程流動(dòng)阻力、減小污港熱阻和 強(qiáng)化傳熱的目的。
本實(shí)用新型中的中間搭接單通道螺旋折流板換熱器包括設(shè)置有管程進(jìn)口與 管程出口的前端管箱和后端管箱，設(shè)置有殼程進(jìn)口、殼程出口的殼體，換熱管 東，在所述殼體的兩端設(shè)置所述前端管箱和后端管箱，所述換熱管東設(shè)在所述 殼體內(nèi)部，并與所述前端管箱和后端管箱連通，在所述換熱管東上穿設(shè)有依次
排列形成螺旋通道的多塊螺旋折流板，在同一方位上的螺旋折流板之間利用拉桿與定距管進(jìn)行定位與固定。
所述螺旋折流板在相接及不同方位上的兩塊之間為中間搭接結(jié)構(gòu)，所述螺 旋折流板在所述殼體橫截面上的投影為1/4個(gè)圓形。
所述螺旋折流板平面的法線與所述殼體軸線之間的夾角為螺旋角"、所述 螺旋折流板在所述殼體截面上的投影外圓直徑為D ，螺旋折流板的厚度為^ , 所述形成的螺旋通道的螺距為S，則^V^"'tan(/ );所述定距管(ll)的長度
所述螺旋角"的大小在0。 50°之間。
所述殼體與所述前端管箱、后端管箱之間由固定管板分別進(jìn)行連接。
所述換熱管東最外側(cè)的換熱管與所述螺旋折流板的外邊緣點(diǎn)焊固定。
所述同一方位上的所有螺旋折流板至少穿設(shè)一根拉桿，且在相鄰兩螺旋折 流板之間的拉桿上套置一直徑大于所述螺旋折流板上通孔的定距管，在所述拉 桿的端部由螺母旋緊定位。
本實(shí)用新型的中間搭接單通道螺旋折流板換熱器借助于螺旋折流板使殼體 內(nèi)的殼程流體呈螺旋狀流動(dòng)，能有效減少殼程壓力損失，提高單位壓降下的傳 熱系數(shù)，有助于提高換熱效果。


圖1為本實(shí)用新型中間搭接單通道螺旋折流板換熱器的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本實(shí)用新型螺旋折流板排布示意圖。 圖3是連續(xù)搭接螺旋折流板幾何參數(shù)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型中的具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖l所示，本實(shí)用新型的中間搭接單通道螺旋折流板換熱器包括有前端管箱l,固定管板2，殼程出口3，殼體4，換熱管束5，管程出口6，后端管箱 7,殼程進(jìn)口8，拉桿9，螺旋折流板IO,定距管ll和管程進(jìn)口 12。其中
換熱管東5置于殼體4內(nèi)部，且在殼體4的端部固定焊接有固定管板2， 同時(shí)固定管板2與換熱管東5的端口密封焊接固定，其中焊接的方式為強(qiáng)度脹 加強(qiáng)度焊。
前端管箱l和后端管箱7分別設(shè)在殼體4的兩端，與殼體4兩端的固定管 板2連接，使前端管箱1和后端管箱7均與換熱管東5連通。由于在殼體4上 設(shè)置有殼程進(jìn)口 8、殼程出口 3，在前端管箱1上設(shè)置管程進(jìn)口 12,及在后端 管箱7上設(shè)置管程出口 6,從而在殼體4及換熱管束5之間形成兩封閉獨(dú)立的 可供流體進(jìn)入與流出的空間，并借助于換熱管束5的管壁可以實(shí)現(xiàn)殼體4內(nèi)流 體與換熱管東5內(nèi)流體之間的熱交換。本實(shí)用新型是在前端管箱1上設(shè)有管程 進(jìn)口 12，后端管箱7上設(shè)有管程出口 6,殼程進(jìn)口 8位于殼體4上靠近后端管 箱7的一側(cè)，殼程出口 3位于殼體4上靠近前端管箱1的一側(cè)，這樣可在換熱 器工作時(shí)，管程流體與殼程流體呈逆流流動(dòng)形式，有助于加強(qiáng)換熱。另，在此 強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，各出口、進(jìn)口的設(shè)置并不固定，可以根據(jù)不同的管、殼程數(shù)進(jìn)行相 應(yīng)調(diào)整。
如圖2所示，在換熱管東5上穿設(shè)有依次連接形成螺旋通道的螺旋折流板 10，在同一方位上的螺旋折流板10用定距管11來確定相互之間的間距并通過 拉桿9拉緊固定。即在同一方位上的螺旋折流板10間至少穿設(shè)一根拉桿9，而 在每相鄰兩螺旋折流板10之間的拉桿9外套置一直徑大于螺旋折流板10上通 孔的定距管11,從而可以通過旋緊拉桿9端部的螺母來固定定位螺旋折流板10 及兩相鄰螺旋折流板IO之間的距離。
兩相接及不同方位的螺旋折流板10之間釆用中間搭接的結(jié)構(gòu)，如圖2和圖 3所示，由螺旋折流板10經(jīng)中間搭接形成的單螺旋通道在每個(gè)螺旋周期內(nèi)有4 塊螺旋折流板10，其中螺旋折流板10平面的法線方向與軸線之間的夾角定義 為螺旋角"，螺旋折流板10在殼體4橫截面上的投影外圓的直徑為。，螺旋折流板10的厚度為^ ，每個(gè)螺旋周期內(nèi)包含的折流板數(shù)目"，搭接比例"與螺距^ 之間的關(guān)系為
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對于本實(shí)用新型中間搭接單通道螺旋折流板換熱器，"取0.5， n取4， 螺距為
定距管11中心長度丄為
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定距管11和螺旋折流板10之間靠拉桿9的拉緊力固定。每塊螺旋折流板 10在殼體4橫截面上的投影為1/4個(gè)圓形，換熱管束5與螺旋折流板10組裝完 畢后，最外側(cè)的換熱管與螺旋折流板10的外邊緣進(jìn)行可以點(diǎn)焊固定，從而保證 換熱管東能夠連接在一起而不會(huì)散開成4瓣。
螺旋角的變化范圍為0。 ~50° 。隨著螺旋角度的增加，殼程側(cè)單位壓降條 件下的傳熱系數(shù)增大，并在螺旋角為42。時(shí)，傳熱系數(shù)達(dá)到最大，之后隨著角 度的增加，殼程傳熱系數(shù)逐漸減小，但依然高于相同壓力降條件下的弓形折流 板換熱器。
本實(shí)用新型中換熱器的殼程流體由殼程進(jìn)口 8進(jìn)入殼體4，在螺旋折流板 IO之間經(jīng)過多個(gè)近似的螺旋流動(dòng)后，從殼程出口3流出。該殼程流體在螺旋折 流板10間呈螺旋狀流動(dòng)，能有效減少殼程壓力損失，提高單位壓降下的傳熱系 數(shù)。
權(quán)利要求1、一種中間搭接單通道螺旋折流板換熱器，包括設(shè)置有管程進(jìn)口與管程出口的前端管箱(1)和后端管箱(7)，設(shè)置有殼程進(jìn)口(3)、殼程出口(8)的殼體(4)，換熱管束(5)，在所述殼體(4)的兩端設(shè)置所述前端管箱(1)和后端管箱(7)，所述換熱管束(5)設(shè)在所述殼體(4)內(nèi)部，并與所述前端管箱(1)和后端管箱(7)連通，其特征在于，在所述換熱管束(5)上穿設(shè)有依次排列形成螺旋通道的多塊螺旋折流板(10)，在同一方位上的螺旋折流板(10)之間利用拉桿(9)與定距管(11)進(jìn)行定位與固定。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間搭接單通道螺旋折流板換熱器，其特征在于， 所述螺旋折流板(10)在相接及不同方位上的兩塊之間為中間搭接結(jié)構(gòu)，所述 螺旋折流板(10)在所述殼體(4)橫截面上的投影為1/4個(gè)圓形。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間搭接單通道螺旋折流板換熱器，其特征在于， 所述螺旋折流板(10)平面的法線與所述殼體(4)軸線之間的夾角為螺旋角〃、 所述螺旋折流板(10)在所述殼體(4)截面上的投影外圓直徑為"，螺旋折流 板(10)的厚度為5,所述形成的螺旋通道的螺距為5，則萬-V^'Z)'tan(力；所述定距管(11)的長度為L, Z = jg_%os(-)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的中間搭接單通道螺旋折流板換熱器,其特征在于， 所述螺旋角"的大小在O。 50°之間。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的中間搭接單通道螺旋折流板換熱器，其 特征在于，所述殼體U)與所述前端管箱(1)、后端管箱(7)之間由固定管板 (2)進(jìn)行連接，所述固定管板(2)與所述殼體(4)焊接連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的中間搭接單通道螺旋折流板換熱器，其特征在于，所述換熱管東(5)最外側(cè)的換熱管與所述螺旋折流板(10)的外邊 緣點(diǎn)焊固定。
7、根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的中間搭接單通道螺旋折流板換熱器，其 特征在于，所述同一方位上的所有螺旋折流板(10)至少穿設(shè)一根拉桿(9),且在相鄰兩螺旋折流板(10 )之間的拉桿(9 )上套置一直徑大于所述螺旋折流板 (IO)上通孔的定距管(11),在所述拉桿(9)的端部由螺母旋緊定位。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種中間搭接單通道螺旋折流板換熱器，其包括設(shè)置有管程進(jìn)口與管程出口的前端管箱和后端管箱，設(shè)置有殼程進(jìn)口、殼程出口的殼體，換熱管束，在所述殼體的兩端設(shè)置所述前端管箱和后端管箱，所述換熱管束設(shè)在所述殼體內(nèi)部，并與所述前端管箱和后端管箱連通，在所述換熱管束上穿設(shè)有依次排列形成螺旋通道的多塊螺旋折流板，在同一方位上的螺旋折流板之間利用拉桿與定距管進(jìn)行定位與固定。該換熱器借助于螺旋折流板使殼體內(nèi)的殼程流體呈螺旋狀流動(dòng)，能有效減少殼程壓力損失，提高單位壓降下的傳熱系數(shù)，有助于提高換熱效果。
文檔編號(hào)F28D7/10GK201327323SQ20082017795
公開日2009年10月14日 申請日期2008年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月17日
發(fā)明者濤 楊, 茅陸榮, 郝振良 申請人:上海森松制藥設(shè)備工程有限公司