[实用新型]列管换热器中圆盘或弓型网格式折流板

说明书

本实用新型涉及到列管换热器中折流板，特别是换热介质为气相的列管换热器中折流板。

列管换热器或称管壳式换热器的结构，为在一园筒内装由一组平行管子构成的管束和折流板所组成。目前所使用的折流板有园缺型（弓型）、园盘型和园环型，这几种折流档板都使壳程气体在折流档板的上下部分区域形成死气区和滞流区，而真正起换热作用的强制湍流区是极有限的。以弓型折流板为例：设折流板直径为D，折流板间距为L，折流板弓型高度为D／4，两块折流板间的死气区域和滞流区域：

V1＝2∫∫∫rdrdθdz    （1）

Ω

上式积分区域：0≤Z≤ (8L－D)/24 ＋ (4L)/(3D) rsinθ

0≤θ≤2π；0≤r≤ (D)/2

V1＝ ((8L-D)²)/48 ；湍流区域V2＝ (（4L＋D）)/48 πD²（2）

两块折流板间换热面积利用率：η＝ (V2)/(V1＋V2) ＝ (4L＋D)/(12L) （3）

将目前所使用的列管换热器的参数代入（3）式中，换热面积利用率在50％～80％之间。笔者曾在弓型折流板死气区钻部分近路孔，但是能钻孔的部位有限，见《化肥工业》86年第6期55页。《热交换器设计手册》下册15页（尾花英朗著）和《化工工艺设计手册》下册482页介绍孔式折流板，由于折流板上钻园孔（园孔比管径大2－3毫米）不能固定管束，再者高温热胀，流体中的污物和锈蚀易阻塞孔口。

为解决上述问题，中国专利申请GG87209430提出壳程流体的流动由折流式改变为流体经支承杆网络造成局部湍动的平行方式。但是制作支承杆网络精度高，线材加工成网格难度大，费时又耗材料，按常规的穿管方法十分困难，需要制作特殊的模具，生产成本高。

本实用新型的目的是要提供一种既保持传统折流板（园盘或弓型）加工简便的长处，又可以达到支承杆网格造成局部湍动的平行方式效果的折流板，它能消除列管换热器中的死气区，提高换热管单位面积的利用率。

本实用新型的目的是这样实现的：将列管换热器中园缺型折流板在直径不变的情况下，改成园盘型网格式或园缺型网格式（弓型面积由25％降低到10～15％），折流板直径比管壳内径略小（3～15毫米），折流板上园孔冲成方孔。壳程换热介质从折流板孔隙流过，形成强制湍流的平行流方式，从而消除折流板上下部位的死气区域。

本实用新型为只需要在原来的园盘或弓型折流板上的园孔加工成方孔，所以结构简单，加工方便。折流板中的方孔即可以固定管束，又可以使气体以较高的流速通过孔隙形成强制湍流。由传热理论可知，气体流速与雷诺准数成正比，而雷诺准数与传热速率成正比，即气体通过孔隙可以提高传热速率，消除了折流板上下部位20％以上的死气区域，该孔隙不易阻塞。普钢，不锈钢，铝材和其它有色金属及塑料均适用于制作该折流板。

实用新型的具体结构由附图及以下加工程序给出。

图1为园盘网格型，图2为弓型网格型示意图。

下面结合图1或图2说明依据本实用新型提出的折流板加工程序。

该折流板包括折流板主体（1），主体内有方孔（2），它由定位线（3）确定位置。

方孔（2）几何尺寸系换热管外径加适当余量（0.2～2毫米）；方孔（2）数目与列管根数相同；方孔（2）排列方式与换热器中管束一致。图中只划出部分方孔（2）表示，实际制作过程中需要全部加工成方孔（2）。图1和图2中D为折流板直径，图2中h为折流板弓型高度。图1和图2中交叉线系定位线（3），交点即方孔（2）中心。

将要加工的折流板（1）与列管换热器中的管板固定，在管板上画线定位，用钻床钻孔，再将折流板中园孔用冲床冲成方孔（2）。