专利名称：中间搭接单通道螺旋折流板换热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种管壳式换热器，特别是一种中间搭接单通道螺旋 折流板换热器，属于化工设备技术领域。
背景技术：
换热器是一种广泛应用于石油、化工、冶金、能源等领域的通用热交换设
备。在众多形式的换热器中，管壳式换热器是应用最为广泛的一种；据统计， 管壳式换热器约占换热器总巿场份额的37%，而在石油、化工行业管壳式换热 器更是占到高达70%的份额。而目前所使用的管壳式换热器釆用弓形折流板结 构，即壳程流体的流动形式为"Z"字型折返流。这种流动形式在折流板与壳 壁相接处附近，存在流动滞止区，导致该区换热系数低，且容易积垢；同时， 折返流动在折流板缺口边缘处会发生流动分离，导致壳程压力降过大，而且流 体在两块折流板之间横向冲刷管束，也容易引起换热管振动，降低换热器的使 用寿命。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种中间搭接单通道螺旋折流板换热器，使壳 程流体呈近似的螺旋状流动，以实现有效降低壳程流动阻力、减小污港热阻和 强化传热的目的。
本实用新型中的中间搭接单通道螺旋折流板换热器包括设置有管程进口与 管程出口的前端管箱和后端管箱，设置有壳程进口、壳程出口的壳体，换热管 東，在所述壳体的两端设置所述前端管箱和后端管箱，所述换热管東设在所述 壳体内部，并与所述前端管箱和后端管箱连通，在所述换热管東上穿设有依次
排列形成螺旋通道的多块螺旋折流板，在同一方位上的螺旋折流板之间利用拉杆与定距管进行定位与固定。
所述螺旋折流板在相接及不同方位上的两块之间为中间搭接结构，所述螺 旋折流板在所述壳体横截面上的投影为1/4个圆形。
所述螺旋折流板平面的法线与所述壳体轴线之间的夹角为螺旋角"、所述 螺旋折流板在所述壳体截面上的投影外圆直径为D ，螺旋折流板的厚度为^ , 所述形成的螺旋通道的螺距为S，则^V^"'tan(/ );所述定距管(ll)的长度
所述螺旋角"的大小在0。 50°之间。
所述壳体与所述前端管箱、后端管箱之间由固定管板分别进行连接。
所述换热管東最外侧的换热管与所述螺旋折流板的外边缘点焊固定。
所述同一方位上的所有螺旋折流板至少穿设一根拉杆，且在相邻两螺旋折 流板之间的拉杆上套置一直径大于所述螺旋折流板上通孔的定距管，在所述拉 杆的端部由螺母旋紧定位。
本实用新型的中间搭接单通道螺旋折流板换热器借助于螺旋折流板使壳体 内的壳程流体呈螺旋状流动，能有效减少壳程压力损失，提高单位压降下的传 热系数，有助于提高换热效果。
图1为本实用新型中间搭接单通道螺旋折流板换热器的结构图。
图2是本实用新型螺旋折流板排布示意图。 图3是连续搭接螺旋折流板几何参数示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型中的具体实施例作进一步详细说明。
如图l所示，本实用新型的中间搭接单通道螺旋折流板换热器包括有前端管箱l,固定管板2，壳程出口3，壳体4，换热管束5，管程出口6，后端管箱 7,壳程进口8，拉杆9，螺旋折流板IO,定距管ll和管程进口 12。其中
换热管東5置于壳体4内部，且在壳体4的端部固定焊接有固定管板2， 同时固定管板2与换热管東5的端口密封焊接固定，其中焊接的方式为强度胀 加强度焊。
前端管箱l和后端管箱7分别设在壳体4的两端，与壳体4两端的固定管 板2连接，使前端管箱1和后端管箱7均与换热管東5连通。由于在壳体4上 设置有壳程进口 8、壳程出口 3，在前端管箱1上设置管程进口 12,及在后端 管箱7上设置管程出口 6,从而在壳体4及换热管束5之间形成两封闭独立的 可供流体进入与流出的空间，并借助于换热管束5的管壁可以实现壳体4内流 体与换热管東5内流体之间的热交换。本实用新型是在前端管箱1上设有管程 进口 12，后端管箱7上设有管程出口 6,壳程进口 8位于壳体4上靠近后端管 箱7的一侧，壳程出口 3位于壳体4上靠近前端管箱1的一侧，这样可在换热 器工作时，管程流体与壳程流体呈逆流流动形式，有助于加强换热。另，在此 强调一点，各出口、进口的设置并不固定，可以根据不同的管、壳程数进行相 应调整。
如图2所示，在换热管東5上穿设有依次连接形成螺旋通道的螺旋折流板 10，在同一方位上的螺旋折流板10用定距管11来确定相互之间的间距并通过 拉杆9拉紧固定。即在同一方位上的螺旋折流板10间至少穿设一根拉杆9，而 在每相邻两螺旋折流板10之间的拉杆9外套置一直径大于螺旋折流板10上通 孔的定距管11,从而可以通过旋紧拉杆9端部的螺母来固定定位螺旋折流板10 及两相邻螺旋折流板IO之间的距离。
两相接及不同方位的螺旋折流板10之间釆用中间搭接的结构，如图2和图 3所示，由螺旋折流板10经中间搭接形成的单螺旋通道在每个螺旋周期内有4 块螺旋折流板10，其中螺旋折流板10平面的法线方向与轴线之间的夹角定义 为螺旋角"，螺旋折流板10在壳体4横截面上的投影外圆的直径为。，螺旋折流板10的厚度为^ ，每个螺旋周期内包含的折流板数目"，搭接比例"与螺距^ 之间的关系为
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对于本实用新型中间搭接单通道螺旋折流板换热器，"取0.5， n取4， 螺距为
定距管11中心长度丄为
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定距管11和螺旋折流板10之间靠拉杆9的拉紧力固定。每块螺旋折流板 10在壳体4横截面上的投影为1/4个圆形，换热管束5与螺旋折流板10组装完 毕后，最外侧的换热管与螺旋折流板10的外边缘进行可以点焊固定，从而保证 换热管東能够连接在一起而不会散开成4瓣。
螺旋角的变化范围为0。 ~50° 。随着螺旋角度的增加，壳程侧单位压降条 件下的传热系数增大，并在螺旋角为42。时，传热系数达到最大，之后随着角 度的增加，壳程传热系数逐渐减小，但依然高于相同压力降条件下的弓形折流 板换热器。
本实用新型中换热器的壳程流体由壳程进口 8进入壳体4，在螺旋折流板 IO之间经过多个近似的螺旋流动后，从壳程出口3流出。该壳程流体在螺旋折 流板10间呈螺旋状流动，能有效减少壳程压力损失，提高单位压降下的传热系 数。
权利要求1、一种中间搭接单通道螺旋折流板换热器，包括设置有管程进口与管程出口的前端管箱(1)和后端管箱(7)，设置有壳程进口(3)、壳程出口(8)的壳体(4)，换热管束(5)，在所述壳体(4)的两端设置所述前端管箱(1)和后端管箱(7)，所述换热管束(5)设在所述壳体(4)内部，并与所述前端管箱(1)和后端管箱(7)连通，其特征在于，在所述换热管束(5)上穿设有依次排列形成螺旋通道的多块螺旋折流板(10)，在同一方位上的螺旋折流板(10)之间利用拉杆(9)与定距管(11)进行定位与固定。
2、 根据权利要求1所述的中间搭接单通道螺旋折流板换热器，其特征在于， 所述螺旋折流板(10)在相接及不同方位上的两块之间为中间搭接结构，所述 螺旋折流板(10)在所述壳体(4)横截面上的投影为1/4个圆形。
3、 根据权利要求1所述的中间搭接单通道螺旋折流板换热器，其特征在于， 所述螺旋折流板(10)平面的法线与所述壳体(4)轴线之间的夹角为螺旋角〃、 所述螺旋折流板(10)在所述壳体(4)截面上的投影外圆直径为"，螺旋折流 板(10)的厚度为5,所述形成的螺旋通道的螺距为5，则万-V^'Z)'tan(力；所述定距管(11)的长度为L, Z = jg_%os(-)。
4、 根据权利要求3所述的中间搭接单通道螺旋折流板换热器,其特征在于， 所述螺旋角"的大小在O。 50°之间。
5、 根据权利要求1至4之一所述的中间搭接单通道螺旋折流板换热器，其 特征在于，所述壳体U)与所述前端管箱(1)、后端管箱(7)之间由固定管板 (2)进行连接，所述固定管板(2)与所述壳体(4)焊接连接。
6、 根据权利要求1至4之一所述的中间搭接单通道螺旋折流板换热器，其特征在于，所述换热管東(5)最外侧的换热管与所述螺旋折流板(10)的外边 缘点焊固定。
7、根据权利要求1至4之一所述的中间搭接单通道螺旋折流板换热器，其 特征在于，所述同一方位上的所有螺旋折流板(10)至少穿设一根拉杆(9),且在相邻两螺旋折流板(10 )之间的拉杆(9 )上套置一直径大于所述螺旋折流板 (IO)上通孔的定距管(11),在所述拉杆(9)的端部由螺母旋紧定位。
专利摘要本实用新型公开了一种中间搭接单通道螺旋折流板换热器，其包括设置有管程进口与管程出口的前端管箱和后端管箱，设置有壳程进口、壳程出口的壳体，换热管束，在所述壳体的两端设置所述前端管箱和后端管箱，所述换热管束设在所述壳体内部，并与所述前端管箱和后端管箱连通，在所述换热管束上穿设有依次排列形成螺旋通道的多块螺旋折流板，在同一方位上的螺旋折流板之间利用拉杆与定距管进行定位与固定。该换热器借助于螺旋折流板使壳体内的壳程流体呈螺旋状流动，能有效减少壳程压力损失，提高单位压降下的传热系数，有助于提高换热效果。
文档编号F28D7/10GK201327323SQ20082017795
公开日2009年10月14日 申请日期2008年11月17日 优先权日2008年11月17日
发明者涛 杨, 茅陆荣, 郝振良 申请人:上海森松制药设备工程有限公司