專(zhuān)利名稱(chēng)：立式螺旋折流板冷凝器的制作方法
專(zhuān)利說(shuō)明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種冷凝器，具體說(shuō)是一種立式螺旋折流板冷凝器。
二背景技術(shù)：
冷凝器是石油化工、化工和冶金、電力等工業(yè)應(yīng)用比較普遍的氣、液熱交換設(shè)備。常規(guī)的冷凝器通常采用弓形折流板結(jié)構(gòu)，壓降較大且存在滯流區(qū)域，能耗大且傳熱效果不佳。此外，當(dāng)氣流以較大的速度沖擊管束時(shí)，不可避免地會(huì)引起管子的震動(dòng)，造成冷凝管與管板焊接處的斷裂。
冷凝器與其它換熱器不同的是整個(gè)換熱過(guò)程始終伴隨著熱介質(zhì)蒸氣的冷凝。當(dāng)飽和蒸氣與溫度較低的換熱管管壁接觸時(shí)，蒸氣放出潛熱，并在管壁外冷凝成液體。蒸氣冷凝分為膜狀冷凝和滴狀冷凝兩種方式，工業(yè)上涉及的大多是膜狀冷凝。
所謂膜狀冷凝即冷凝液潤(rùn)濕管壁后，在壁面上形成一層完整的液膜。后續(xù)蒸氣冷凝只能在液膜的表面進(jìn)行，也就是說(shuō)蒸氣冷凝放出的潛熱，須通過(guò)液膜才能傳給冷壁面。由于液膜的給熱系數(shù)相對(duì)蒸氣冷凝的給熱系數(shù)要小得多，熱阻相對(duì)較大，因此管壁外這層液膜就成了冷凝換熱的主要熱阻。在常規(guī)水平列管式冷凝器中，冷凝液從上面各排流到下面各排時(shí)，液膜都會(huì)逐漸增厚，下面管子的傳熱狀況要受到很大影響，而且愈到下排影響愈為嚴(yán)重。若將常規(guī)的列管式冷凝器改為立式，因常規(guī)的弓形折流板呈水平狀，冷凝液流經(jīng)路途較長(zhǎng)且無(wú)疏液措施，液膜也會(huì)逐漸增厚，同樣會(huì)嚴(yán)重影響傳熱效果。正因?yàn)槿绱耍壳八懈咝Ю淠鞯拈_(kāi)發(fā)都無(wú)一例外地圍繞著減薄液膜的厚度進(jìn)行。例如采用光滑管、表面鍍膜、高溫噴涂金屬材料等。但上述方法或因效果不夠明顯，或因工藝復(fù)雜、成本較高，工業(yè)應(yīng)用并不普遍。因此，開(kāi)發(fā)一種高效冷凝設(shè)備就成了當(dāng)務(wù)之急。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型涉及一種用于膜狀冷凝的立式螺旋折流板冷凝器。由殼體、固定管板、冷凝管、螺旋折流板、阻流板、定距管等部件構(gòu)成。該冷凝器采用立式結(jié)構(gòu)，其特征是折流板采用螺旋折流板，在每塊螺旋折流板板面上開(kāi)有多個(gè)半圓形疏液孔。疏液孔開(kāi)口在靠近殼體內(nèi)壁螺旋折流板的外沿處。冷凝液靠重力自上而下從冷凝管表面流下的同時(shí)，還受到螺旋狀流動(dòng)蒸氣的推動(dòng)，在重力和離心力的雙重作用下，及時(shí)順暢地從疏液孔中逐級(jí)流下，減薄了作為冷凝過(guò)程控制熱阻的液膜的厚度，使冷凝傳熱系數(shù)得到大幅度的提高。
立式螺旋折流板冷凝器是一種很有應(yīng)用前景的新型列管式換熱器。流體在殼程呈螺旋狀流動(dòng)，消除了傳統(tǒng)弓形折流板換熱器存在的傳熱死區(qū)，較大幅度地降低了壓降，提高了傳熱效率。蒸氣的螺旋狀流動(dòng)，避免了以往弓形折流板換熱器中流體橫向沖擊管束時(shí)所產(chǎn)生的震動(dòng)。由于螺旋運(yùn)動(dòng)可以分解為圓周運(yùn)動(dòng)和軸向運(yùn)動(dòng)，蒸氣冷凝后形成的液膜實(shí)際上還受到蒸氣一種向下的推動(dòng)力，而且氣速愈大，這種推動(dòng)力就愈大。在這種推動(dòng)力和重力的雙重作用下，管壁上流動(dòng)的液體很快抵達(dá)換熱管與螺旋折流板板面的交匯處，接著在離心力的作用下，被快速地甩向帶有一定下傾角度的螺旋折流板的外沿，順板面上的疏液孔逐級(jí)流下，從而最大限度地抑制了液膜生成的速度，使冷凝傳熱膜系數(shù)大大增加，提高了冷凝傳熱速率。
四

圖1為立式螺旋折流板冷凝器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為螺旋折流板疏液孔結(jié)構(gòu)示意圖。
五具體實(shí)施方式
由圖1、圖2可以看出，本實(shí)用新型主要由殼體(1)、固定管板(2)、冷凝管(3)、螺旋折流板(4)、阻流板(5)、定距管(6)等部件構(gòu)成。在殼體上設(shè)有蒸氣入口(7)、不凝氣出口(8)、液相入口(9)、液相出口(10)以及冷凝液出口(11)、排凈口(12)等。螺旋折流板(4)與阻流板(5)頂角搭接組成螺旋主體。螺旋折流板(4)靠定距管(6)固定，冷凝管(3)從螺旋折流板(4)一一穿過(guò)，螺旋折流板(4)與固定管板(2)一同作為冷凝管束的支撐。
螺旋折流板(4)可通過(guò)胎具一次加工而成，若干塊折流板可分組同時(shí)進(jìn)行鉆孔。從強(qiáng)化傳熱和降低加工成本綜合考慮，每組螺旋的折流板數(shù)目應(yīng)在2～6之間，通常以4為佳。
每塊螺旋折流板(4)上疏液孔的數(shù)目為3～5個(gè)，形狀為半圓形，疏液孔(13)的大小和具體數(shù)目視工藝條件而定。
蒸氣應(yīng)選擇與液膜同向流動(dòng)，即自上而下方向流動(dòng)。此時(shí)蒸氣和液膜之間的摩擦力使液流加速，液膜減薄，冷凝傳熱系數(shù)增大。
權(quán)利要求1.一種用于膜狀冷凝的立式螺旋折流板冷凝器，由殼體(1)、固定管板(2)、冷凝管(3)、螺旋折流板(4)、阻流板(5)、定距管(6)等部件構(gòu)成，該冷凝器采用立式結(jié)構(gòu)，其特征是折流板采用螺旋折流板，在每塊螺旋折流板(4)板面上開(kāi)有多個(gè)半圓形疏液孔(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式螺旋折流板冷凝器，其特征是疏液孔(13)開(kāi)口在靠近殼體內(nèi)壁螺旋折流板的外沿處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凝器，其特征是每塊螺旋折流板板面上的疏液孔(13)數(shù)目為3～5個(gè)。
專(zhuān)利摘要一種用于膜狀冷凝的立式螺旋折流板冷凝器，由殼體、固定管板、冷凝管、螺旋折流板、阻流板、定距管等部件組成。該冷凝器采用立式結(jié)構(gòu)，折流板采用螺旋折流板，在每塊螺旋折流板板面上開(kāi)有多個(gè)半圓形疏液孔，疏液孔開(kāi)口在靠近殼體內(nèi)壁螺旋折流板的外沿處。冷凝液靠重力自上而下從冷凝管表面流下的同時(shí)，還受到螺旋狀流動(dòng)蒸氣的推動(dòng)，在重力和離心力的雙重作用下，及時(shí)順暢地從疏液孔中逐級(jí)流下，減薄了作為冷凝過(guò)程控制熱阻的液膜的厚度，使冷凝傳熱系數(shù)得到大幅度的提高。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，不存在傳熱死區(qū)，阻力小且傳熱效率高，是一種較為理想的列管式冷凝器。
文檔編號(hào)F28F9/22GK2833483SQ200520135908
公開(kāi)日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2005年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月24日
發(fā)明者陳世醒 申請(qǐng)人:遼寧石油化工大學(xué)