一种带梅花孔的弓形折流板换热器

本技术属于换热器，具体涉及一种带梅花孔的弓形折流板换热器，由于弓形折流板上加工出梅花孔，将传统弓形折流板换热器中的壳程流体由垂直于管束的横向流转变为混流流动——兼有平行于管束的纵向流和垂直于管束的横向流。

背景技术：

1、管壳式换热器以其结构简单、成本低、适应性强等优点，广泛应用于石油化工、冶金、轻工和能源等领域，在换热设备中约占70％的市场份额，处于不可替代的主导地位。通常由管箱、管板、壳体、折流板、换热管、拉杆、定距管及接管等组成。传统的弓形折流板除在卧式换热器壳体内起支撑管束作用外，还起到使流体按特定的通道流动，提高壳体的流速、增加湍流程度、改善传热特性的作用。然而，由于壳程流体的横向流动，使弓形折流板存在一些缺点，如：折流板后方区域形成较大的流动“死区”、横向流引起剧烈的有害振动、折流板缺口处显著的压力损失和结垢、泄露等。为改变壳程流体这种不理想的流动状态，各国学者已开发多种新型的管束支撑结构，并投入了使用，如折流杆、螺旋折流板、纵向流式折流板(三叶孔板、矩形孔板和网状孔板等)。

技术实现思路

1、本实用新型是针对传统弓形折流板换热器存在的技术问题，提供一种带梅花孔的弓形折流板换热器，其壳程流体为兼具垂直于管束的横向流和沿着管束的纵向流，可有效的改善折流板后方的流动“死区”，提高传热效率，降低管束的振动和磨损。

2、本实用新型的带梅花孔的弓形折流板管壳式换热器，包括固定管板式换热器、浮头式换热器和u形管式换热器，其中对应的折流板上弓形折流板上设有梅花孔阵列，每个梅花孔均有换热管穿过，所述的梅花孔结构为：中心圆孔即内切圆孔的四周均匀分布设置多个花瓣状或矩形状的小孔结构形成一个完整的孔，但相邻的两个小孔结构不连接。梅花孔阵列为两排或三排等；梅花孔的内切圆直径按照换热管管孔设计，梅花孔对应的小孔结构的宽度和小孔结构最远处到内切圆孔中心的距离即梅花孔对的最大孔的半径根据换热管直径不同而不同，宽度取2-10mm，最大孔的半径大1-5mm；梅花孔阵列位置可以是靠近缺口，也可以是远离缺口的。

3、本实用新型的带梅花孔的弓形折流板管壳式固定管板换热器，参见图1，包括第一卧式筒体(3)，第一筒体(3)上两端分别开有第一壳程流体进口(7)和第一壳程流体出口(12)，第一筒体(3)两端有第一固定管板(2)，两第一管板外侧分别连接两个第一管箱(1)，两个第一管箱(1)上分别开有第一管程流体进口(8)和第一管程流体出口(12)，第一筒体(3)中有第一换热管束(6)和第一弓形折流板(4)，第一弓形折流板(4)垂直于第一管束并由第一拉杆(10)和第一定距管(5)沿轴向平行均布固定，第一拉杆(10)固定在第一管板(2)上；其特征在于，第一弓形折流板(4)上设有梅花孔阵列，每个梅花孔均有换热管穿过，所述的梅花孔结构为：中心圆孔即内切圆孔的四周均匀分布设置多个花瓣状或矩形状的小孔结构形成一个完整的孔，但相邻的两个小孔结构不连接。梅花孔阵列为两排或三排等；梅花孔的内切圆直径按照换热管管孔设计，梅花孔对应的小孔结构的宽度和小孔结构最远处到内切圆孔中心的距离即梅花孔对的最大孔的半径根据换热管直径不同而不同，宽度取2-10mm，最大孔的半径大1-5mm；梅花孔阵列位置可以是靠近缺口，也可以是远离缺口的。本实用新型的带梅花孔的弓形折流板管壳式固定管板换热器工作时，壳程流体进入壳体后，一部分壳程流体在弓形折流板的引导下呈“z”型流动，另一部壳程流体从折流板上的梅花孔与换热管的间隙穿过，与管程流体进行热交换。

4、在实际应用中，第一筒体(3)一般安放在第一鞍座(9)上。带梅花孔的第一弓形折流板(4)上的换热管管孔按照常规技术布置，其中圆孔直径按热交换器标准gb151设计，梅花孔的内切圆直径按照换热管管孔设计，梅花孔对应的小孔结构的宽度和小孔结构最远处到内切圆孔中心的距离即梅花孔对的最大孔的半径根据换热管直径不同而不同，宽度取2-10mm，最大孔的半径大1-5mm。

5、换热管管孔的分布为三角形或正方形。梅花孔为四角梅花孔，但不限于四角，其特征是，梅花孔在折流板上分布两排，但不限于两排，其位置可以是靠近缺口，也可以是远离缺口的，例如图2、图3。

6、本实用新型的带梅花孔的弓形折流板管壳式浮头式换热器参见图4，包括第二卧式筒体(5’)，第二筒体两端分别开有第二壳程流体进口(4’)和第二壳程流体出口(13’)，第二筒体(5’)一端通过法兰与第二固定管板(3’)连接，管板外侧连接第二管箱(1’)即左管箱，第二管箱(1’)上分别开有第二管程流体进口(17’)和第二管程流体出口(2’)，第二筒体(5’)另一端通过第二浮头法兰(10’)与第二浮头管箱(9’)即右管箱连接，第二浮头管箱(9’)内有第二浮头管板(11’)，第二浮头管板(11’)由第二钩圈(12’)和第二浮头法兰(10’)与浮头盖板连接，第二筒体(5’)中有第二换热管管束(8’)、第二弓形折流板(7’)和位于筒体中心的第二挡管(14’)，第二弓形折流板(7’)垂直于管轴并由第二拉杆(15’)和第二定距管(6’)沿轴向平行均布固定，第二拉杆(15’)固定在第二固定管板(3’)上，其特征在于，所述的第二弓形折流板(7’)上设有梅花孔阵列，每个梅花孔均有换热管穿过，所述的梅花孔结构为：中心圆孔即内切圆孔的四周均匀分布设置多个花瓣状或矩形状的小孔结构形成一个完整的孔，但相邻的两个小孔结构不连接。梅花孔阵列为两排或三排等；梅花孔的内切圆直径按照换热管管孔设计，梅花孔对应的小孔结构的宽度和小孔结构最远处到内切圆孔中心的距离即梅花孔对的最大孔的半径根据换热管直径不同而不同，宽度取2-10mm，最大孔的半径大1-5mm；梅花孔阵列位置可以是靠近缺口，也可以是远离缺口的。本实用新型的带梅花孔的弓形折管壳式浮头式流板换热器工作时，壳程流体进入壳体后，一部分流体在弓形折流板的引导下呈“z”型流动，另一部壳程流体从折流板上的梅花孔与换热管的间隙穿过，与管程流体进行热交换。

7、在实际应用中，第二筒体(5’)一般安放在第二鞍座(16’)上。带梅花孔的第二弓形折流板(7’)上的换热管管孔按照常规技术布置，其中圆孔直径按热交换器标准gb151设计，

8、梅花孔的内切圆直径按照换热管管孔设计，梅花孔对应的小孔结构的宽度和小孔结构最远处到内切圆孔中心的距离即梅花孔对的最大孔的半径根据换热管直径不同而不同，宽度取2-10mm，最大孔的半径大1-5mm。

9、换热管管孔的分布为三角形或正方形。梅花孔为四角梅花孔，但不限于四角，其特征是，梅花孔在折流板上分布两排，但不限于两排，其位置可以是靠近缺口，也可以是远离缺口的，例如图5、图6。

10、本实用新型的带梅花孔的弓形折流板管壳式u形管换热器参见图7，包括第三筒体(5”)，第三筒体(5”)两端分别开有第三壳程流体进口(4”)和第三壳程流体出口(8”)，第三筒体(5”)一端通过法兰与第三固定管板(3”)连接，管板外侧连接第三管箱(1”)，第三管箱(1”)上分别开有第三管程流体进口(12”)和第三管程流体出口(2”)，第三筒体(5”)中有第三u形管束(7”)和第三弓形折流板(6”)，折流板垂直于管轴并由第三拉杆(11”)和第三定距管(10”)沿轴向平行均布固定，第三拉杆(11”)固定在第三固定管板(3”)上，其特征在于，第三弓形折流板(6”)上设有梅花孔阵列，每个梅花孔均有换热管穿过，所述的梅花孔结构为：中心圆孔即内切圆孔的四周均匀分布设置多个花瓣状或矩形状的小孔结构形成一个完整的孔，但相邻的两个小孔结构不连接。梅花孔阵列为两排或三排等；梅花孔的内切圆直径按照换热管管孔设计，梅花孔对应的小孔结构的宽度和小孔结构最远处到内切圆孔中心的距离即梅花孔对的最大孔的半径根据换热管直径不同而不同，宽度取2-10mm，最大孔的半径大1-5mm；梅花孔阵列位置可以是靠近缺口，也可以是远离缺口的。本实用新型的带梅花孔的弓形折流板管壳式u形管换热器工作时，壳程流体进入壳体后，一部分流体在弓形折流板的引导下呈“z”型流动，另一部壳程流体从折流板上的梅花孔与换热管的间隙穿过，与管程流体进行热交换。

11、在实际应用中，第三筒体(5”)一般安放在第三鞍座(9”)上。带梅花孔的第三弓形折流板(6”)上的换热管管孔按照常规技术布置，其中圆孔直径按热交换器标准gb151设计，梅花孔的内切圆直径按照换热管管孔设计，梅花孔对应的小孔结构的宽度和小孔结构最远处到内切圆孔中心的距离即梅花孔对的最大孔的半径根据换热管直径不同而不同，宽度取2-10mm，最大孔的半径大1-5mm。

12、换热管管孔的分布为三角形或正方形。梅花孔为四角梅花孔，但不限于四角，其特征是，梅花孔在折流板上分布两排，但不限于两排，其位置可以是靠近缺口，也可以是远离缺口的，例如图8、图9。

13、本实用新型的效果：本实用新型将传统弓形折流板换热器的流体由垂直于管束的横流改变为兼有横向流和纵向流的混流，明显降低了压力降，大大减小了流动“死区”，提高了传热效率，减缓了管束振动和磨损。在相同的条件下，本实用新型提供的带梅花孔的弓形折流板管壳式换热器比传统的弓形折流板管壳式换热器壳程换热效率提高了9.8％，压力降下降了9.4％。同时保持了弓形折流板加工、安装方便，成本低的优势。