[实用新型]双层冷却高效管壳式换热器

说明书

(一)技术领域：本实用新型涉及换热器的改进技术，尤其是一种双层冷却高效管壳式换热器。

(二)背景技术：目前，在换热器行业中，管壳式换热器主要由壳体、装在壳体两端的端盖组件、装在壳体内部的芯组三部分组成，壳体上设有被冷却介质进、出口。管壳式换热器是工业过程热量传递应用最为广泛的一种，虽然管壳式换热器在结构紧凑性、传热性能等方面暂不能与板式换热器、板翅式换热器相比拟，但管壳式换热器适用温度与压力的范围广，制造相对简单，清洗维护方便，且能处理量大的换热工程，性能稳定可靠。长期以来，人们在其设计和加工制造方面积累了许多经验，不断地对管壳式换热器芯组中的冷却管元件进行改进创新研发，先后开发出了各种螺纹管、波形管、异型管、螺旋扁管、翅片管、内肋管等几十种管元件，使换热效率得到了一定的提高，但迄今为止，所有改进研发均只是针对芯组中的冷却管等元件进行，从而使管壳式换热器的换热效率的提高受到了制约。

(三)发明内容：本实用新型的目的就是要解决现有研发方案仅限于对芯组进行改进，使管壳式换热器的换热效率提高不大的问题，提供一种突破性的双层冷却高效管壳式换热器。

本实用新型是改变传统设计思路，对管壳式换热器的壳体部分进行改进，具体方案是：双层冷却高效管壳式换热器，主要由壳体、装在壳体两端的端盖组件、装在壳体内部的芯组三部分组成，壳体上设有被冷却介质进、出口，其特征是：所述壳体设计为双层结构，夹层之间形成冷却腔，并在壳体上设有与冷却腔连通的冷却介质进、出口。

为提高壳体冷却腔的冷却效果，本实用新型中在所述壳体的夹层冷却腔中安装有若干环形隔板，环形隔板上开有若干通孔，相邻两隔板上的通孔交错布置。

为提高壳体冷却腔的冷却效果，本实用新型中所述壳体的夹层冷却腔中设计有绕流结构。

本实用新型中上述绕流结构可有多种方案，本实用新型提出以下三种典型方案：

方案一：本实用新型中所述壳体的夹层冷却腔中的绕流式结构为螺旋式流道。

方案二：本实用新型中所述壳体的夹层冷却腔中的绕流式结构为“S”形流道。

方案三：本实用新型中所述壳体的夹层冷却腔中的绕流式结构为“U”形流道。

本实用新型在壳体中增设了冷却腔从而与芯组形成内外双层冷却，大大提高了本实用新型的换热效率，与现有管壳式换热器相比，在相同条件下，换热效率可提高15％-30％。本实用新型结构简单，易于制造，可广泛用于船舶、冶金、化工等行业。

(四)附图说明：

图1是本实用新型总体结构的主视图；

图2是本实用新型冷却腔中加装隔板的主视图；

图3是图2的A-A视图；

图4是本实用新型采用螺旋流道式结构的主视图；

图5是图4的B-B视图；

图6是本实用新型采用“U”形流道式结构的主视图；

图7是图6的C-C视图。

图中：1-左端盖组件，2-冷却介质出口，3-被冷却介质出口，4-壳体，5-外管壳，6-内管壳，7-冷却腔，8-被冷却介质进口，9-冷却介质进口，10-右端盖组件，11-芯组，12-螺旋隔板，13-长条隔板，14-环形隔板，15-通孔。

(五)具体实施方式：

参见图1，本实用新型具有普通管壳式换热器的基本结构，主要由壳体4、装在壳体4两端的端盖组件1、10、装在壳体4内部的芯组11三部分组成，壳体4上还设有被冷却介质进、出口8和3，特别是：本实用新型中所述壳体4设计为双层结构，由内、外管壳6和5构成，内、外管壳夹层之间形成冷却腔7，并在壳体4上设有与冷却腔7连通的冷却介质进、出口9和2，即构成本实用新型的基本结构。

本实用新型的优选方案一(参见图2、3)是在上述基本方案中，在所述壳体4的夹层冷却腔7中加装30块环形隔板14，环形隔板14上开有12个通孔15，并且相邻两隔板上的通孔15交错布置。

本实用新型的优选方案二(参见图4、5)是在上述基本方案中，在所述壳体4的夹层冷却腔7中增设螺旋隔板12隔制成螺旋流道，形成螺旋式绕流结构。

本实用新型的优选方案三(参见图6、7)是在上述基本方案中，在所述壳体4的夹层冷却腔7中增设多个轴向布置的长条隔板13隔制成“U”形流道，形成“U”形绕流式结构。

本实用新型中的绕流式结构还可以有多种形式，如采用“S”形流道等，本文不一一列举，但均属保护范围。