[实用新型]一种强化传热的折流板换热器

说明书

一、技术领域

    本实用新型属于换热器技术领域，具体涉及一种折流板换热器。

二、背景技术

    换热器作为传热设备，广泛应用于各种工业中。提高换热器的传热性能，研究各种传热过程的强化问题，设计新颖的紧凑式换热器，是现代工业发展过程中开发新能源和开展节能工作的重要课题，而且世界各国普遍面临着能源短缺问题，开发新能源以及如何高效利用现有能源受到了世界各国的普遍关注。目前广泛应用的换热器主要有管壳式、螺旋板式、板式和肋片式等几种，而管壳式换热器在换热方面尤为重要。传统管壳式换热器壳侧良好的传热效果是通过在壳侧设置普通弓形折流板而得到的。这种结构应用时间长，技术也比较成熟，但这种壳侧支撑结构和流体流动方式存在着诸多的缺陷：如流动阻力较大，往往超过允许压降值；壳侧流动存在冲刷不充分的滞留区，滞留区内局部换热系数很低，因此受热面利用率不高，导致整体换热系数降低，同时滞留区内容易积垢，威胁换热设备的安全运行。

三、发明内容

本实用新型的目的是提供一种强化传热的折流板换热器，通过改变折流板的形状，并与T型翅片管结合使用，从而使壳程流体周期性的改变流动方向，更好的与T型翅片管进行热传递，以提高换热器的传热系数。

强化传热的折流板换热器由管板、换热管、折流板、定距管及拉杆组成，换热管穿过数块折流板与两端的管板相连，在管束中间用定距管将折流板按一定的间距隔开，并用拉杆将管束固定，用以支撑整个管束。换热器管束采用曲面折流板支撑，曲面折流板有两种板型，分别是S形截面折流板和弓形截面折流板，二者上下交错，相间排列。

换热管采用T型翅片管。T型翅片管是在换热管外表面环绕管壁开有螺旋⊥形隧道，在管壁上形成螺旋T形翅片。

本实用新型将折流板由原来的平板更改为曲面折流板形式，同时采用与T型翅片管结合使用的方式，当流体流过波纹型折流板时，受板壁的作用而周期性的改变流动方向，产生复杂的交错折流，加上T型翅片管较高的沸腾传热能力，更加有利于热量通过边界层传递，提高强化传热效果。 

与传统常见的换热器换热效果相比较，本实用新型具有如下优点：

首先，由于曲面折流板具有周期性变化的规律，能使流体的流动方向不断变化，从而形成了复杂的折流形式，有效增大湍流程度，流体的流速越大，湍动越激烈，从而强化了传热。当壳程流体速度较大时，其压力损失远小于弓形折流板的压力损失，由于压力损失比较小，故壳程压力降很小。随着流体流速加快和湍动度加强，流体对管外边界层液膜的剪力加大，从而使液膜持续减薄，既提高了传热系数，又有除垢防垢作用。又因为折流板是波纹型的，使流体在壳程内流动相当的充分，完全可以避免平板型折流板会产生的传热死区。因此，流体的流动使此类换热器具有换热效率高、抗震性能好、壳程压降低、抗结垢性能强等优点。 

其次，换热管采用T型翅片管，T型翅片管是由光管经过滚轧加工成型的一种高效换热管。其结构特点是在管外表面形成一系列螺旋环状T型隧道。管外介质受热时在隧道中形成一系列的气泡核，由于在隧道腔内处于四周受热状态，气泡核迅速膨大充满内腔，持续受热使气泡内压力快速增大，促使气泡从管表面细缝中急速喷出。气泡喷出时带有较大的冲刷力量，并产生一定的局部负压，使周围较低温度液体涌入T型隧道，形成持续不断的沸腾。这种沸腾方式在单位时间内，单位表面积上带走的热量远远大于光管，因而这种管型具有较高的沸腾传热能力。

第三，曲面折流板与T型翅片管配合使用，起到了事半功倍的效果，由于流体受曲面折流板的作用而周期性的改变流动方向，产生复杂的交错折流，增强了物料自身的分离和混合，同时也增加了流体边界的骚动，提高了紊流状态，破坏了阻碍传热的边界层，有利于热量通过边界层传递，提高强化传热效果，再加之T型翅片管的高效的沸腾传热能力，使热传递效率远远高于普通换热器。

本实用新型的曲面折流板结构与T型翅片管组合方式既能有效的提高传热系数，又有抗垢和除垢作用。在实际应用中具有总传热系数高，节能效果显著，体积小等特点，具有很高的实用价值。

四、附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型折流板的工作状态示意图，壳程流体在折流板间经过二次折返后进入下一循环空间；

图3为本实用新型的T型翅片管的结构示意图。

五、具体实施方式

强化传热的换热器管束由管板1、换热管2、折流板3、4、定距管5及拉杆6组成，换热管2穿过数块折流板3、4与两端的管板1相连，在管束中间用定距管5将折流板3、4按一定的间距隔开，并用拉杆6将管束固定，用以支撑整个管束。换热器管束采用曲面折流板3、4支撑。换热管2采用T型翅片管。T型翅片管是在换热管外表面环绕管壁开有螺旋⊥形隧道7，在管壁上形成螺旋T形翅片8。换热管2两端采用强度焊+贴胀的连接形式与前、后两块管板1连成一体。