[发明专利]螺旋折流板式套管换热器

说明书

技术领域

本发明是一种螺旋折流板式套管换热器，其涉及一种应用于液体热交换的换热器，特别是涉及一种螺旋折流板式套管换热器。

背景技术

普通套管换热器由两种直径大小不同的直管制成同心套管，每一段套管的内管用U形弯管与相邻套管的内管顺序连接，而外管则与相邻套管的外管连接。普通套管换热器因其结构简单、制造方便，而广泛用作冷却装置。与其它换热器相比，普通套管换热器的外形尺寸较大，换热面积较小，并且由于外管与内管焊接在一起，不易清洗。

发明内容

本发明的目的是克服普通套管换热器换热面积较小、不易清洗的缺陷，提供一种增加换热面积、易清洗的螺旋折流板式套管换热器。本发明的实施方案如下：

本发明总的特征是螺旋折流板式套管换热器由热源弯管、冷却弯管、奇数段套管部件、偶数段套管部件组成。若干个奇数段套管部件、偶数段套管部件依次排列在一起。热源弯管依次连接相邻的奇数段套管部件和偶数段套管部件的内管法兰一和内管法兰二，冷却弯管依次连接相邻的奇数段套管部件和偶数段套管部件的壳体出液法兰和壳体进液法兰。螺旋折流板式套管换热器上有冷却介质进口、热源介质出口、热源介质进口、冷却介质出口。

套管部件由内管部件一、内管部件二和外管壳体组成。套管部件按照排列顺序分为奇数段套管部件和偶数段套管部件。奇数段套管部件的外管壳体称为奇数段壳体，偶数段套管部件的外管壳体称为偶数段壳体。

奇数段壳体中间是膨胀节，两端依次焊接外管和壳体法兰，壳体出液法兰焊接在左端的外管上侧，壳体进液法兰焊接在右端的外管下侧。

偶数段壳体中间是膨胀节，两端依次焊接外管和壳体法兰，壳体进液法兰焊接在左端的外管下侧，壳体出液法兰焊接在右端的外管上侧。

膨胀节是标准的波形膨胀节。壳体法兰是标准的钢制管法兰。

内管部件一中间是内管一，左端焊接内管法兰一，右端焊接内管联接法兰，固定端盖和螺旋折流板焊接在内管一外表面上。内管法兰一是标准的钢制管法兰。固定端盖中间加工有通孔，固定端盖其它结构与标准的钢制管法兰盖相同。内管联接法兰与带颈对焊钢制管法兰的凹面法兰相似，不同之处在于密封圈凹槽的深度和定位凸台的高度尺寸不相同。内管联接法兰有若干个法兰螺栓孔，若干个螺栓安装在法兰螺栓孔内，并且在螺栓头部与内管联接法兰焊接在一起。

螺旋折流板用钢板制成螺旋带形。螺旋折流板焊接在内管一外表面上。内管一外表面、螺旋折流板和外管内表面组成螺旋形的冷却通道。冷却介质在冷却通道中流动，增加了冷却介质的扰动，强化传热的效果。

热源介质在内管一中流动，其热量经内管一的外表面和螺旋折流板的外表面，由冷却介质带走。螺旋折流板式套管换热器与普通套管换热器相比，增加了螺旋折流板，也就是增加了换热面积。

内管部件二中间是内管二，左端焊接联接端盖，右端焊接内管法兰二。内管法兰二是标准的钢制管法兰。联接端盖的中间加工有通孔，周围有若干个大的法兰螺栓孔，在中间通孔与大的法兰螺栓孔之间有若干个小的联接通孔，在联接端盖有法兰密封面的一侧有一个密封凸台，另一侧有法兰颈，与内管二焊接。

内管部件一和内管部件二安装在外管壳体中，通过螺栓连接，固定端盖与壳体法兰之间有固定端盖法兰垫，联接端盖与壳体法兰之间有联接端盖法兰垫，联接端盖与内管联接法兰之间有内管联接法兰垫，并且联接端盖法兰垫内侧延伸至联接端盖与内管联接法兰的螺栓孔外侧之间。内管联接法兰垫把热源介质密封在内管一中流动。联接端盖法兰垫则使冷却介质不会从联接端盖与壳体法兰之间泄露，也不会从联接端盖的联接通孔中泄露。

与带颈对焊钢制管法兰的凹面法兰相比，内管联接法兰的密封圈凹槽深度尺寸要大一些。装配后，内管联接法兰垫安装在密封圈凹槽中，内管联接法兰的定位凸台与联接端盖的法兰密封面相接触，使密封凸台与密封圈凹槽底面之间，以及法兰密封面与壳体法兰之间有合理的间隙，确保联接端盖的密封凸台不会对内管联接法兰垫挤压过度，同时确保联接端盖的法兰密封面不会对联接端盖法兰垫挤压过度。这种挤压力量来自于内管一的热膨胀。

螺旋折流板式套管换热器是在环境温度下装配的，工作时热源介质在内管一中流动，会使内管一轴向膨胀。冷却介质在冷却通道中流动，即使冷却介质的温度高于环境温度，由于冷却介质的温度一定小于热源介质的温度，因此外管轴向膨胀长度一定会小于内管一轴向膨胀长度。内管一的热膨胀力量推动联接端盖向右移动，通过法兰螺栓，使外管壳体的膨胀节轴向长度增加，从而抵消热膨胀差异。