[发明专利]一种螺旋花格板管壳式换热器

说明书

本发明涉及一种螺旋花格板管壳式换热器，包括一个壳体，一个中心管，六个拉杆，分别位于壳体两端的两个管板,管板分别连接封头，一封头上设置排液孔和管侧进口，另一个封头上连通有管侧出口，一束换热管束，若干根定距管，若干组位于中心管和壳体之间的螺旋花格折流板，螺旋花格折流板是由两组旋转方向不同的螺旋格板组成。壳侧流体从第一组折流板的缺口处流出，以纵流的形式流动；遇到第二组折流板的时候，以小螺旋流的形式扰动；在此过程中纵流流动形式减少壳程压降，螺旋流动形式增强壳侧流体的扰动。本发明所采用的螺旋花格折流板的结构方式，可以使得管壳式换热器更加紧凑，提高换热效率，降低流动阻力，减少换热管束的振动，减少壳侧污垢沉积，延长管壳式换热器的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种在石油冶炼、化工、能源和电力等领域使用的管壳式换热器，特别涉及一种螺旋花格板管壳式换热器。

背景技术

管壳式换热器是目前应用最为广泛的一种换热器，在石油冶炼、化工、能源和电力等领域中的应用极为广泛。据统计，在世界换热器市场中，管壳式换热器以37％居首；其中在石油化工领域该比例高达70％。管壳式换热器是一种间壁式换热器，冷、热两种流体分别位于换热管束壁面两侧，热量由热流体通过管束壁面传输给冷流体。并且在壳侧布置折流板，折流板为管束提供支撑，同时使壳侧流体按照特定的通道流动来改善壳侧流体的传热特性。

传统的弓形折流板管壳式换热器存在许多缺点：(1)壳侧流体不断改变流动速度和流动方向，压降损失十分显著，泵功消耗巨大；(2)在折流板背面存在流动滞止区，降低了换热器效率，且容易造成污垢堆积；(3)壳侧流体不断横向冲刷换热管束，诱发管束的振动，造成管束的疲劳破坏，缩短使用寿命；(4)折流板和壳体之间存在漏流和旁路支流，降低了管壳式换热器的换热效率。

近年来，已有学者提出纵流管壳式换热器的思想。纵流换热器是采用折流杆等元件取代折流板来支撑换热管束，使得壳侧流体沿着换热管束纵向流动，以实现减少壳侧压降的效果。然而，现有的纵流换热器采用的都是折流杆或者格板。格板换热器的折流板一般是由两块或更多的扇形平板组成(见专利201620509213.1)。格板换热器虽然减少了压降损失，但是换热效率也明显下降；而且高流速的流体纵流冲击平板，将缩短管壳式换热器的使用寿命。

发明内容

为了克服上述不足之处，本发明的目的是提供一种螺旋花格板管壳式换热器，它能使壳侧流体按照更加合理的形式流动，从而提高换热器的换热效率，降低流动阻力，减少管束振动，提高换热器的使用寿命。通过控制折流板的旋转角度来，控制压降损失和换热系数，克服了传统弓形板换热器流动滞止区的缺点，使所得到换热器的综合换热效率和稳定性优于一般的管壳式换热器。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种螺旋花格板管壳式换热器，包括一个壳体，位于壳体中的中心管连接于壳体上两端的管板一和管板二，壳侧进口管和出口管，以及管侧进口管和出口管，换热管束穿过螺旋花格折流板上的孔平行固定于管板一和管板二之间，其特征在于，所述的折流板是螺旋花格板，具有螺旋角度，而且第一组螺旋花格板和第二组螺旋花格板等间距交错分布，螺旋花格折流板位于中心管和壳体之间，壳侧进口和壳侧出口的外侧母线与壳体相切。

所述的第一组螺旋花格板和第二组螺旋花格板是由两组不同旋转方向的折流板等间距交错排布，从俯视角度看，第一组螺旋花格板和第二组螺旋花格板呈一个完整的圆形，第二组螺旋花格板补充第一组螺旋花格板的缺口，两组折流板沿着壳体长度方向等间距交错排布。

所述的第一组螺旋花格板和第二组螺旋花格板上的折流板是扇形并具有螺旋旋转角度，螺旋旋转角度从1°—89°。

所述的第二组螺旋花格板的叶片螺旋旋转方向与第一组螺旋花格板叶片可以同向旋转，或反向旋转。

所述的第一组螺旋花格板和第二组螺旋花格板每组折流板数目至少2片螺旋花格折流板。