[发明专利]可减弱管束振动的换热器

说明书

技术领域

本发明涉及换热装置技术领域，更具体地说，涉及一种可减弱管束振动的换热器。

背景技术

目前，换热器广泛应用于石油、化工、冶金、电力、机械等行业，通过换热器实现高低温流体之间的热量交换，从而达到加热冷流体或冷却热流体的目的。管壳式换热器是应用最广泛的一种换热器形式，该类型换热器工作时冷热流体分别在管程或壳程中流动，实现间接热交换。换热器工作过程中在换热管内外存在复杂的流场，由于流动旋涡脱落、紊流抖振、弹性激振、脉动诱发、共振等因素，往往会引起换热管束的振动。微弱的振动可以强化传热，对设备影响较小，但当管束振动较大时，则会造成换热管开焊、开裂、泄露、脱落，应力疲劳失效，材料缺陷扩大等，换热器使用寿命下降。因此，如何减弱换热管束振动是换热器设计、制造过程中必须重点考虑的问题。现有技术中的换热管与前支撑板和后支撑板是垂直的，通过设置较为合理的管板、挡板、折流板及管束的配合结构，从而在换热管外形成较为合理的流场，减弱管束振动。但是在某些场合下，管内流场往往是引起管束振动的主要原因，例如管内冷凝的卧式管壳式换热器，工作过程中卧式管内产生冷凝液体，冷凝液部分地充满管内空间，阻碍了未凝气体的流动，两相流体剧烈碰撞、流动，造成换热管振动。在这种情况下传统方法往往难以达到减弱换热管束振动的效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种结构简单，可减弱管束振动的换热器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种可减弱管束振动的换热器，包括前管板、后管板和换热管，所述换热管的两端分别插接在所述前管板和后管板上，所述换热管倾斜设置，所述换热管靠近所述前管板的一端高于靠近所述后管板的一端。

在本发明所述的可减弱管束振动的换热器中，所述换热管的倾斜角度为1～5°。

在本发明所述的可减弱管束振动的换热器中，所述换热管与所述前管板和后管板密封固定连接。

在本发明所述的可减弱管束振动的换热器中，所述换热管与所述前管板和后管板密封焊接。

在本发明所述的可减弱管束振动的换热器中，所述换热管为光管、翅片管或螺旋管。

实施本发明的可减弱管束振动的换热器，具有以下有益效果：换热管靠近前管板的一端为进口端，靠近后管板的一端为出口端，进口端高于出口端，换热管沿流动方向向下倾斜，换热管内的冷凝液在重力的作用下向前流动，改变了管束水平布置时冷凝液依靠未凝气体推动而向前流动的状况，管内两相流流场得以改变，促进了管内冷凝液的流动，减弱了工作过程中的管束振动，避免因管束振动过大造成设备损坏，延长了设备使用寿命。同时本发明的可减弱管束振动的换热器的结构简单，生产成本低。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明可减弱管束振动的换热器的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明的可减弱管束振动的换热器包括前管板1、后管板3和换热管2。换热管2的两端分别插接在前管板1和后管板3上，前管板1和后管板3上设有相应的安装孔。换热管2靠近前管板1的一端为进口端，靠近后管板3的一端为出口端，流体介质通过进口端进入换热管2内并从出口端流出，图1中的箭头即为流体介质的流动方向。换热管2是倾斜设置的，换热管2靠近前管板1的一端高于靠近后管板3的一端，即换热管2的进口端高于出口端。换热管2沿流动方向向下倾斜，换热管2内的流体介质冷凝液在重力的作用下向前流动，改变了管束水平布置时冷凝液依靠未凝气体推动而向前流动的状况，管内两相流流场得以改变，促进了管内冷凝液的流动，减弱了工作过程中的管束振动，避免因管束振动过大造成设备损坏，延长了设备使用寿命。同时本发明的可减弱换热管2管束振动的换热器的结构简单，生产成本低，并且换热管2形式适应性广，可为光管、翅片管、螺旋管等，换热管2管束之间仍可采用30°、60°或90°进行排列。

优选的，换热管2的倾斜角度a为1～5°，即换热管2与水平方向的夹角为1～5°。本实施例中的前管板1和后管板3都是竖直设置的，换热管2与前管板1或后管板3的夹角为85～89°。换热管2的倾斜角度a不小于1°，可以保证换热管2内的冷凝液流动顺畅，换热管2的倾斜角度a不大于5°，方便在前管板1和后管板3上开设相应的安装孔，并且安装易于实现。