[实用新型]一种卧式管壳冷凝器

说明书

技术领域

本实用新型涉及蒸汽冷凝器，特别涉及一种卧式管壳冷凝器。

背景技术

换热器在工业领域中应用广泛，是用于完成两种或两种以上介质的热量交换设备。管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。换热管在管板竖直可按等边三角形或正方形排列。等边三角形排列较紧凑，管外流体湍动程度高，传热分系数大；正方形排列则管外清洗方便，适用于易结垢的流体流动。

流体每通过管束一次称为一个管程；每通过壳体一次称为一个壳程，为提高管内流体速度，可在两端管箱内设置隔板，将全部管子均分成若干组。这样流体每次只通过部分管子，因而在管束中往返多次，这称为多管程。同样，为提高管外流速，也可在壳体内安装纵向挡板，迫使流体多次通过壳体空间，称为多壳程。多管程与多壳程可配合应用。

冷凝器是一个可以将气态物质凝结成液态的设备，是具有将气态物质冷凝成液态物质的换热器，在石油化工工程中，一般是指壳程工艺介质在热交换过程中逐渐被冷却，放出汽化潜热，由气相变成液相，产生冷凝的热交换器。对于管壳式冷凝器，在壳程结构中，折流板是它的重要组成部分，折流板除对换 热管起固定和支撑作用外，不同形式、不同结构布置的折流板对换热器壳程的传热效率和压降也起着至关重要的作用。国家标准GB151-1999《管壳式换热器》中5.9.5条规定，折流板一般应等间距布置，卧式换热器的壳程为单相清洁流体时，折流板缺口应水平竖直下布置；卧式换热器、冷凝器和重沸器的壳程介质为气、液相共存或液体中含有固体物料时，折流板缺口应垂直左右布置，详见图1。目前，这种管壳式的冷凝器具有结构简单、排列整齐、操作弹性大、可靠程度高等优点。

壳程入口介质为含不凝汽的冷凝器为例对其传热过程进行说明，在热交换过程中，壳程气相被冷却，释放出汽化潜热，介质由气态向液态转化。随着热交换的深入，壳程介质中气相组成逐渐减少，液相组成逐渐增多，即沿着壳程流动方向竖直，各折流板之间的换热单元单位时间内的液体由少增多，呈梯度竖直升，气相由多减少，呈梯度下降。现有技术中的折流板，如图1所示，缺口垂直左右布置，结构统一，折流板没有随壳程介质在每个换热单元中的气液量的变化而改变，使得介质通过每个折流板缺口时的流速都不同，每个换热单元的换热强度差别较大，影响整体换热效率，同时由于介质流速的变化，导致壳程压降的增加，从而导致冷凝器需要的换热面积较多，冷凝器金属耗量增大，运行中能耗增加，即增加设备投资，又浪费能源。

但由于折流板结构和形式，使现有技术管壳式冷凝器的换热效率偏低、操作压降较大、金属耗量较大和能耗高等缺陷。

实用新型内容

本实用新型是针对现有技术中卧式管壳式冷凝器换热效率偏低、操作压降较大、金属耗量较大等缺陷，提出了一种卧式管壳冷凝器，通过使用优化折流板结构形式的高效冷凝换热器，增加换热强度，使之适合壳程介质产生相变的 特殊热交换场合，进一步提高冷凝器的换热效率，减少所需的换热面积，降低换热器的金属耗量，减少投资和能源消耗。

一种卧式管壳冷凝器，由壳体1、管箱2、管束8、浮头10、外盖11、管层物流出口3、管层物流入口5、壳层物流入口4、壳层物流出口9，折流板A6、折流板15组成，其特征在于：折流板A6和折流板15间隔设置，折流板15设有竖直弓形缺口12和下弓形缺口13。

所述的竖直弓形缺口12的弦高为壳体直径的10％～40％，优选15％～35％。靠近壳层物流入口4折流板15的竖直弓形缺口12的大于靠近壳层物流出口9的竖直弓形缺口12的弦高，从靠近壳层物流入口4折流板15的竖直弓形缺口12到靠近壳层物流出口9的竖直弓形缺口12的弦高是逐渐减少，两个相邻竖直弓形缺口12的弦高差为0.5％～3.0％壳体直径，优选1.0～2.0壳体直径。

所述的折流板A6和折流板15之间的间距为80～750mm，优选100～650mm。所述的下弓形缺口13的弦高为壳体直径的2％～20％，优选5％～15％。靠近壳层物流入口4折流板15的下弓形缺口13的小于靠近壳层物流出口9的下弓形缺口13的弦高，从靠近壳层物流入口4折流板15的下弓形缺口13到靠近壳层物流出口9的下弓形缺口13的弦高逐渐增大两个相邻下弓形缺口13的弦高差为1％～2％壳体直径。