[发明专利]一种管壳式换热器的设计方法

说明书

本发明提供了一种管壳式换热器的设计方法，包括壳体，所述壳体两端分别设置封头，所述封头和壳体的连接位置设置管板，热交换管连接两端的管板，所述热交换管包括外管和设置在外管内的内核部件，所述内核部件在热交换管延伸的方向上延伸；相邻内核部件之间的距离为S1，正四边形的边长为L2，内核部件为正四边形截面，内核部件正四边形截面的边长为B2，对上述结构进行优化。本发明通过数值模拟和大量实验，确定了内核部件的各个尺寸的最优关系，进一步提高了加热均匀度和加热效率。

本申请是针对2018年12月18日、申请号2018115502812、发明名称“一种管壳式换热器的结构优化方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种管壳式换热器，尤其是涉及一种产生不同温度的热水的管壳式换热器。

背景技术

目前,管壳式换热器是能源工程项目中使用最为广泛的换热器结构形式,其用量占全部换热器用量的70%，属于间壁式换热器的一种。管壳式换热器的特点是换热器结构牢固,使用可靠；历史悠久,制造使用的各技术环节已达到成熟；适应性较高,使用范围大。传统的管壳式换热器壳程采用冷源和热源交换的方式进行加热，一般情况下就是将一种流体温度升高同时将另一种流体温度下降。但是无法实现同时将两种流体同时加热。

此外，为改进和提高换热器工作效率以达到节能降耗的目的,最为重要的手段就是改善其内部流体的流动形态,因为此因素对管壳式换热器传热性能和动力消耗起着决定作用。由于内部换热介质有着多种流动形态,其主要区别在与对管束的冲刷流动上,所以以此为依据,可以把这些流动的形态为横向流、纵向流和螺旋流。

针对上述问题，本发明在前面发明的基础上进行了改进，提供了一种新的换热器，从而解决换热器仅能实现一种流体加热温度。同时在管内设置加热内核部件，通过设置内核部件的形状，使得流体在热交换管内充分进行加热，提高了换热效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种新式结构的换热器，通过该种结构换热器，能够实现将两种流体同时加热，同时设置内部的加热内核部件，起到强化传热的效果。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种管壳式换热器的结构优化方法，包括壳体，所述壳体两端分别设置封头，所述封头和壳体的连接位置设置管板，热交换管连接两端的管板，所述热交换管包括外管和设置在外管内的内核部件，所述内核部件在热交换管延伸的方向上延伸；内核部件设置电加热元件，

第一层的每个电热元件的加热功率是W1，第二层的每个电热元件的加热功率是W2，所述的内核部件长度是L1，正四边形通道的边长为L2，则满足下面的要求：

W2/W1=a-b*LN(L1/L2)；其中a,b是参数，2.978a2.982,0.79b0.81；

1.15W2/W11.75；5.0 L1/L29.0；

单根热交换管的第一层和第二层的总加热功率为M，300WM500W。

作为优选， a=2.98，b=0.80。

作为优选，1.3W2/W11.5；6.9 L1/L27.5；

一种管壳式换热器的结构优化方法，包括壳体，所述壳体两端分别设置封头，所述封头和壳体的连接位置设置管板，热交换管连接两端的管板，所述热交换管包括外管和设置在外管内的内核部件，所述内核部件在热交换管延伸的方向上延伸；内核部件设置电加热元件，相邻内核部件之间的距离为S1，正四边形的边长为L2，内核部件为正四边形截面，内核部件正四边形截面的边长为B2，满足如下要求：

10*L2/B2=a-b*(S1/B2);

其中a,b是参数，其中0.95a0.96,0.16b0.17；