[实用新型]一种换热器

说明书

技术领域

本实用新型属于热能工程及换热器技术领域，具体涉及一种基于轴向支承板的非线性螺旋折流板换热器。 

背景技术

当前国内普遍使用的垂直弓形折流板列管式换热器存在流动滞止区、压降高、管束易出现振动损伤、污垢容易沉积等棘手难题，近年发展起来的螺旋折流板换热器正逐步将其取代。 

20世纪60年代诞生了螺旋折流板换热器的设计思想，80年代其工业原型机非连续型螺旋折流板换热器诞生，其特点是壳程流体运动呈螺旋方式，折流板多为四分之一扇形，每块折流板与壳体轴线形成一定的夹角，与壳体内壁及传热管外壁形成了半封闭的近似螺旋流道，这种半封闭的螺旋流道结构使壳程介质呈现螺旋运动，起到了提高换热效率的目的，降低了管束振动损伤，延长了换热器的使用寿命，数千台同类广泛应用于石化、核电、冶炼等领域。实践证明，螺旋隔板换热器的传热系数最大为弓形隔板换热器的1.39倍，随着螺旋角的不同压降最大可降60%。但是，由于其内部结构中，相邻的两块扇形折流板之间存在三角形缺口，无法解决壳程流体漏流短路问题。此外，定距管套在传热管外，损失了部分换热面积，也增加了组装难度。 

为了解决上述课题，近20年来，陆续出现了多种全封闭连续型螺旋折流板换热器，其中两种较有代表性，一种是带中心孔结构的连续型螺旋折流板换热器，另一种是与本实用新型有关的有轴向支撑板结构的连续型螺旋折流板换热器。 

带中心孔的连续型螺旋折流板换热器，利用中心轴向假管来支撑折流板，并封闭流道，有效解决了非连续螺旋折流板换热器的漏流问题，使壳程压降损失减小，换热效率提高显著。但是，假管降低了管状壳体空间的利用率，换热器紧凑性下降，制造难度加大，给产品的进一步大型化和推广应用带来困难。 

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了提供一种基于轴向支承板的非线性螺旋折流板换热器，实现了全壳程螺旋封闭多流道的非线性、三维可变的流道结构、丰富了多流道截面的种类和形状，为改变流道底层层流特性，强化其湍流水平，提高Re（雷诺准数）和传热效率提供新的手段。 

为了实现上述目的，本实用新型采取如下方案： 

一种换热器，所述换热器包括两端分别设有管箱和管板、内设换热管和折流板的管状壳体；设于所述管状壳体上且与所述管状壳体轴向垂直的壳程进口和壳程出口；和设于所述管箱上的管程进口和管程出口；所述管箱与所述管板固定连接，所述管板位于所述管箱和折流板之间，支撑件位于管状壳体内部，其包括支撑板，所述支撑板相互呈α角且呈辐射状均匀分布，其一边相互重合成为支撑件的中心轴线，所述支撑板设于中心轴线与管状壳体内壁之间，相邻支撑件以轴向首尾相连并依次以相同的螺旋方式旋转β角，且β角小于α角，所述折流板螺旋方式固定连接相邻支撑件上相邻支撑板并封闭β角，所述换热管依次穿过折流板、限位嵌体和管板，与管板垂直固定，且通过螺栓与管箱连接。 

所述支撑件和折流板之间形成的螺旋流道的数量与支撑板的数量相等，所述螺旋流道的螺旋方式为左手螺旋或右手螺旋，所述螺旋流道的螺距通过所述支撑件的中心轴的长度进行调整。 

所述支撑板表面设有引伸凸起，所述换热管的表面经过喷砂打毛处理。 

所述支撑件包括单个支撑板，所述支撑件和折流板之间形成单流道，所述支撑板的形状为3～7边形，其一边相互重合成为支撑件的中心轴，其另一端紧贴所述管状壳体内壁，所述折流板为三角形时，折流板的形状为扇形，支撑板的形状为4～7边形时，其为扇形和三角形组合折流板。 

所述支撑件包括两个支撑板，所述支撑件和折流板之间形成双流道，所述支撑件的形状为菱形、凸鹞形、凹鹞形或平行四边形，其一边相互重合成为支撑件的中心轴，其另一端紧贴所述管状壳体内壁，所述折流板为扇形。 

所述支撑件包括两个支撑板，所述支撑件和折流板之间形成双流道，所述支撑板的形状为梯形，其一边相互重合成为支撑件的中心轴，其另一边紧贴所述管状壳体内壁，所述折流板的形状为扇形。 

所述支撑件为4～7边形支撑板构筑的支撑件，通过扇形和三角形组合的折流板连接两个相邻支撑件上的相邻支撑板并封闭β角。 

所述限位嵌体设有两个或两个以上，设置在管板、管状壳体、折流板端部和换热管所构成的空间内，所述限位嵌体为圆心角为β角的圆柱三角形嵌体结构，所述斜面为扇形或扇形与三角形组合形。 

所述换热器为管板式换热器、浮头式换热器或U型管式换热器。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：