[发明专利]管壳式换热器用曲面折流板组件和管壳式换热器

说明书

本发明的管壳式换热器用曲面折流板组件，包括呈曲面状正六边形结构的第一曲面折流板和呈曲面状圆盘形结构的第二曲面折流板；所述第一曲面折流板的曲面内凹侧与第二曲面折流板的曲面内凹侧相对设置；所述第二曲面折流板上设有供换热管穿过的管孔，其中部设有供壳程流体流过的流通缺口；所述第一曲面折流板的面积较第二曲面折流板的面积小。本申请的曲面折流板组件通过弧度相反的两个曲面折流板的相互配合，可以改善壳程流体的流速分布，增大壳程流体的有效流通面积，增加壳程流体流动的时间，提高传热效率；同时可以减小壳程流体对折流板的冲击力，降低壳程压降。对应的，本申请还提供了装配有该曲面折流板组件的管壳式换热器。

技术领域

本发明涉及管壳式换热器技术领域，具体涉及管壳式换热器用曲面折流板组件和管壳式换热器。

背景技术

管壳式换热器是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器；其用于将两种流体进行热量转换，一般适用于炼油、化工和电力等行业。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；其中，折流板是管壳式换热器的关键部件，折流板既可以起到支撑传热管束的作用，还可以分隔壳程空间，引导流体走向，迫使流体在壳程内按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度，提高壳程流体速度，从而提高传热系数。

现有的管壳式换热器折流板的类型有弓形、圆环形、螺旋形和类梯形等。当前应用较多的为单弓形和螺旋形。单弓形折流板通常为平板式，即将圆形的平板截成缺口弓形，沿着传热管束的轴线方向间隔布置，并且相邻两个折流板的缺口相互错开，使壳程流体在壳体内沿轴线形成迂回流动。但是，这种单弓形折流板引起的压力损失较大，且存在流动死区，传热效率低。螺旋形折流板是将多块折流板沿壳体轴线布置成近似螺旋面，使管壳式换热器的壳程流体呈螺旋状连续流动。虽然与单弓形折流板相比，螺旋折流板的流动阻力较小、流通面积较大，但是其安装困难，加工成本高，产品精度难以保证，不利于工业化生产。

发明内容

本申请的目的在于提供一种管壳式换热器用曲面折流板组件，用以克服现有技术中存在的上述问题。本申请的管壳式换热器用曲面折流板组件通过弧度相反的两个曲面折流板的相互配合，可以改善壳程流体的流速分布，增大壳程流体的有效流通面积，增加壳程流体流动的时间，提高传热效率；而且其将折流板设计成曲面结构，减小了壳程流体对折流板的冲击力，降低了壳程压降。对应的，本申请还提供了采用本申请的曲面折流板组件的管壳式换热器。

对于折流板组件而言，本申请的技术方案为：

管壳式换热器用曲面折流板组件，包括配合使用的第一曲面折流板和第二曲面折流板；所述第一曲面折流板为曲面状正六边形结构，所述第二曲面折流板为曲面状圆环形结构；所述第一曲面折流板的曲面内凹侧与所述第二曲面折流板的曲面内凹侧相对设置；所述第二曲面折流板上设有供换热管穿过的管孔；所述第二曲面折流板的中部设有供壳程流体流过的流通缺口；所述第一曲面折流板的面积较所述第二曲面折流板的面积小。

与现有技术相比，本申请的管壳式换热器用曲面折流板组件包括两个弧度相反的曲面折流板，当壳程流体经过第一曲面折流板时，在弧度的作用下，壳程流体会向四周扩散，并流向第二曲面折流板，由于第二曲面折流板的弧度与第一曲面折流板的弧度相反，壳程流体会顺着第二曲面折流板的板面向中间挤压，然后从中部的流通缺口流出，从而改变了壳程流体的流动方向，以此来促进换热；此外，将第一曲面折流板设计成六边形，使得阻挡壳程流体的面积较大。将多组本申请的曲面折流板组件间隔安装于管壳式换热器内部后，当壳程流体流过时，通过第一、第二曲面折流板的相互配合，使得壳程流体先扩张流动，再收缩流动，以此循环，从而改善了壳程流体的流速分布，增大了壳程流体的有效流通面积，增加了壳程流体流动的时间，提高了传热效率；而且折流板组件呈曲面结构，且折弯方向相反，还能够减小壳程流体对折流板的冲击力，降低壳程压降，同时提高传热系数。