[实用新型]管壳式螺旋流换热器

说明书

本实用新型涉及一种管壳式螺旋流换热器。

目前，工业中较普遍采用的管壳式换热器在其壳侧流道中是垂直弓形折流板结构，其特点是迫使流体和传热管呈现垂直多次折流增强扰动和局部混合来提高传热效果，但在折流板和壳体交汇处存在着流动滞止死区，在圆缺区中流体呈平行于管轴方向的流动，致使传热性能下降。由于流体在折流板之间呈曲折流动，多次改变流动方向，以及在折流板边缘处引起流体分离，致使产生过高的流体阻力，流动滞止死区将引起结垢的增加，折流板中多次折流的叉流流动，不仅减少了传热的平均温差，且可引起潜在的传热管振动的危险。采用这种传统垂直弓形折流板，若要获得较高的传热速率，就会产生相当高的压降，即要以增加泵功能消耗为代价。当壳程进出口接管距管板较远，流体停滞区过大时，需设置导流筒，以减小流体停滞区，增加换热管的有效长度。

现有螺旋折流板换热器，其螺旋折流板由2m块呈部分椭圆形平面板和2m-1块三角形平面阻流板相间联接，m为自然数，其椭圆形折流板弧形面在实践中难以用机械设备加工，易出现不连续曲面，此将影响至制造安装质量，降低换热效果；三角形阻流板会使螺旋流体发生突变，产生多次间隔的梯度波浪，加大了流道的阻力。同时折流板间也有多次折流的叉流流动，其会减少传热平均温差，引起潜在的传热管振动；螺旋折流板与三角形阻流板在组装中点焊固定后，极易发生装配变形，且难以校正。经实验室试验证明，由于采用三角形组流板，使得阻力增大，换热效率较低。

本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足，而提供一种流畅均匀，换热效率高，节约能量，换热管整体不变形，易于加工的管壳式螺旋流换热器。

本实用新型的设计方案如下：

一种管壳式螺旋流换热器，包括壳体7和管束4，所述壳体7包括筒体6和分设于其两端的管箱12，所述筒体6包括两端侧分设有介质入口5、介质出口13的筒体筒节8，所述管箱12包括管箱筒节2和设于其外端的封头1，所述筒体筒节8和其两端的管箱筒节2分别通过两端的法兰连接装置16固连为一体，筒体6两端的管板17亦分别通过两端的法兰连接装置16固定；所述管箱12上设置有介质入口3、介质出口18；所述管束4设置于筒体6内，其包括换热管11，换热管11位于两管板17之间的部分设置于螺旋折流板9上，所述换热管11两端分别穿过管束4两端的管板17，换热管11的端口与管箱腔体19相连通，其特殊之处在于：所述螺旋折流板9由准扇形折流板14构成，所述准扇形折流板14为平面板，一个螺距包括n片准扇形折流板14，n为大于或等于2的自然数，一个螺距的准扇形折流板14的投影圆半径为R，该投影圆半径R小于筒体筒节8的横截面内圆半径R1，1.25≤R1-R≤5mm；所述准扇形折流板14上设置有假管10，该假管10两端分别通过定位套管固定于管板17上。

上述准扇形折流板14的外弧22所在圆的半径为R₀，1.01R≤R₀≤1.87R；所述准扇形折流板14与其投影圆平面23间夹角为θ，8.3723465°≤θ≤52.812631°；所述准扇形折流板14的螺旋角为ψ，8°≤ψ≤40°。