專利名稱：三分之一扇形螺旋折流板管殼式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本賣用新型涉及螺旋折流板管殼式換熱器，尤其涉及正三角排列布管的管殼式換熱 器的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
管殼式換熱器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，承受壓力高的特點(diǎn)依然是熱交換設(shè)備的主流型式。常 用的弓形折流板形式雖然加工制造簡(jiǎn)單，但存在流動(dòng)死區(qū)，流動(dòng)阻力較大，以及在缺口 處管束支撐跨距較大，容易誘導(dǎo)振動(dòng)破壞等缺點(diǎn)，因而催生許多新的管束支撐方案，螺 旋折流板就是其中之一。理論上的螺旋折流板是曲面，難以制作，目前已有l(wèi)/4橢圓/扇 形螺旋折流板改進(jìn)方案，每層折流板由4片1/4橢圓/扇形折流板組成，頭尾相接可組成 殼側(cè)螺旋通道。由于管殼式換熱器中大量使用的是最為緊湊的正三角形布置的管束，而 這就給在1/4橢圓/扇形折流板上進(jìn)行傾斜管孔的劃線定位造成較大的困難，影響了這種 類型折流板的普及應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種換熱效率高、降低阻力損失、適合于正三角形排列布管的三 分之一扇形螺旋折流板管殼式換熱器。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的采用如下技術(shù)方案
本發(fā)明包括圓筒形殼體、管束、左管板、右管板、流體進(jìn)口接管、流體出口接管， 兩塊管板同心布置并焊接在圓筒形殼體的兩端，管束的每根管子都從一端管板穿入，再 從右管板伸出，每個(gè)管子的管端都與管板焊接或脹接；流體進(jìn)口接管、流體出口接管布 置在圓筒形殼體的兩端側(cè)面；其特征在于還包括若干塊折流板，每塊折流板傾斜布置 在圓筒形殼體內(nèi)，每塊折流板由一條該折流板相切橢圓的曲邊和兩條對(duì)稱于橢圓的半短 軸的直邊構(gòu)成，每塊折流板的投影約占據(jù)圓筒形殼體的內(nèi)截面圓的三分之一，兩條直邊 分別位于管束的自然間隔中；以該折流板相切橢圓的半短軸為基準(zhǔn)線，基準(zhǔn)線與殼體軸線垂直，且與該折流板包含的正三角形排列布管的一條管孔中心連線重合；兩條直邊也 各與另外方向的管孔中心連線平行；每塊折流板以基準(zhǔn)線為軸傾斜；相鄰兩塊折流板的 后一塊折流板的前緣邊與前一塊折流板的后緣邊在折流板外圏首尾相接，在管板上劃分 三塊與每個(gè)折流板所占的扇區(qū)相對(duì)應(yīng)的三等分對(duì)稱區(qū)域，每塊折流板上的管孔與管板上 相應(yīng)區(qū)域的管孔——對(duì)應(yīng)。
比較好的是本實(shí)用新型可利用在管板上劃分的三等分對(duì)稱區(qū)域之間的間隔在換熱 器兩端封頭內(nèi)設(shè)置分隔板，形成三管程流動(dòng)。
本實(shí)用新型的扇形折流板的形狀實(shí)為橢圓扇形，兩條直邊對(duì)稱于橢圓的半短軸(基 準(zhǔn)線)，長(zhǎng)度相等，且兩條直邊與基準(zhǔn)線的夾角相等；兩條直邊的夾角隨傾斜角-的不同 將稍大于120° ;相鄰兩塊折流板的后一塊折流板的前緣邊與前一塊折流板的后緣邊在折 流板外圈首尾相接，宜有少量重疊，重疊余量以方便鉆孔且不干涉相鄰管束為原則，設(shè) 置重疊余量有利于減少相鄰折流板交接處的逆向漏流。
本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 殼側(cè)流體由弓形折流板方案的蛇形流動(dòng)變?yōu)楸痉桨傅穆菪鲃?dòng)。前者的流動(dòng)方向 不斷改變，造成對(duì)傳熱沒有貢獻(xiàn)的局部阻力損失，而后者的流動(dòng)方向基本不變，沒有額 外的局部阻力損失。由于各折流板覆蓋了全部流體通道，且管束支撐點(diǎn)間距不變，支撐 位置逐歩變化，避免了弓形折流板方案的流動(dòng)死區(qū)和缺口處部分管束支撐跨距過大容易 產(chǎn)生共振而造成振動(dòng)破壞的問題，使得本方案不僅傳熱效率提高，流動(dòng)阻力減小，而且 強(qiáng)度條件改善。對(duì)于殼側(cè)容積流速較大的場(chǎng)合，可采用雙頭螺旋折流板，以減小層距， 縮小管束的支撐間距。
2、 本實(shí)用新型的布管設(shè)計(jì)方式是先按三等分分隔區(qū)城后布管，區(qū)域內(nèi)管束排列各自 為營(yíng)，因此設(shè)計(jì)比較方便，容易實(shí)現(xiàn)折流板形狀和布管的對(duì)稱性，但此時(shí)相鄰區(qū)域管束 相互之間的排列關(guān)系將由區(qū)域內(nèi)部的叉排變?yōu)榻唤缣幍捻樑拧?br> 3、 由于各折流板以基準(zhǔn)線為軸傾斜，折流板上與基準(zhǔn)線平行方向的尺寸沒有改變， 而與基準(zhǔn)線垂直方向的管孔間距尺寸則略有放大，需要除以cos/ ,兩條直角邊的夾角是 傾斜角-的單值函數(shù)，所以對(duì)三分之一扇形折流板的下料和折流板上傾斜管孔的定位劃 線加工還是比較容易實(shí)現(xiàn)的。
4、 利用在管板上劃分的三等分對(duì)稱區(qū)域之間的間隔在換熱器兩端封頭內(nèi)設(shè)置分隔 板，還可形成三管程流動(dòng)。三管程流動(dòng)不僅可提高管內(nèi)流休的流速，而且可比偶數(shù)管程流動(dòng)更接近逆流傳熱。與適合于均勻排列布管的不等邊三分扇形螺旋折流板換熱器相比， 由于兩條直邊的對(duì)稱性，給折流板的劃線、加工、裝配帶來方便。因此，對(duì)于可以采用 分區(qū)布管的螺旋折流板換熱器，本實(shí)用新型方案有較好的靈活性。分區(qū)布管的管束排列 方法也同樣可應(yīng)用于三分橢圓螺旋折流板換熱器。
附困說明


圖1是本實(shí)用新型的一種立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型折流板首尾相接布置立體示意圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例的折流板在換熱器中布置的投影視圖。
圖4是本實(shí)用新型折流板投影主視困。
圖5是本實(shí)用新型折流板的俯視圖。
圖6是圖5的A向視圖。
真體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明
實(shí)施例如圖l一6所示，本發(fā)明包括圓筒形殼體1、管束2、左管板31、右管板 32、流體進(jìn)口接管5、流體出口接管6，左管^反31、右管板32同心布置并焊^接在圓筒形 殼體1的兩端，管束2的每根管子都從左管板31穿入，再從右管板32伸出，每個(gè)管子 的管端都與管板焊接或脹接；流體進(jìn)口接管5、流體出口接管6以方便流體進(jìn)入殼體后的 均勻分布和方便匯集流體為原則，分別布置在圓筒形殼體1的兩端側(cè)面位置；還包括若 干塊折流板4,每塊折流板4傾斜布置在圓筒形殼體1內(nèi)，每塊折流板4由一條橢圓曲邊 和兩條對(duì)稱于橢圓半短軸的直邊構(gòu)成，每塊折流板4的投影約占據(jù)圓筒形殼體1的內(nèi)截 面圓的三分之一；兩條直邊分別位于管束的自然間隔中；以該折流板相切橢圓的半短軸 為基準(zhǔn)線，基準(zhǔn)線與殼體軸線垂直，且與該折流板包舍的正三角形排列布管的一條管孔 中心連線重合；兩條直邊也各與另外方向的管孔中心連線平行；每塊折流板以基準(zhǔn)線為 軸傾斜；相鄰兩塊折流板4的后一塊折流板的前緣邊與前一塊折流板的后緣邊在折流板 外圍首尾相接，在管板上劃分三塊與每個(gè)折流板所占的扇區(qū)相對(duì)應(yīng)的三等分對(duì)稱區(qū)域， 每塊折流板4上的管孔與管板上各區(qū)城的管孔一一對(duì)應(yīng)。若利用在管板上劃分的三等分 對(duì)稱區(qū)域之間的間隔在換熱器兩端封頭內(nèi)設(shè)置分隔板，可形成三管程流動(dòng)。
權(quán)利要求1、一種三分之一扇形螺旋折流板管殼式換熱器，包括圓筒形殼體(1)、管束(2)、左管板(31)、右管板(32)、流體進(jìn)口接管(5)、流體出口接管(6)，左管板(31)、右管板(32)同心布置并焊接在圓筒形殼體(1)的兩端，管束(2)的每根管子都從左管板(31)穿入，再從右管板(32)伸出，每個(gè)管子的管端都與管板焊接或脹接；流體進(jìn)口接管(5)、流體出口接管(6)布置在圓筒形殼體(1)的兩端側(cè)面；其特征在于還包括若干塊折流板(4)，每塊折流板(4)傾斜布置在圓筒形殼體(1)內(nèi)，每塊折流板(4)由一條該折流板相切橢圓的曲邊和兩條對(duì)稱于橢圓半短軸的直邊構(gòu)成，每塊折流板(4)的投影約占據(jù)圓筒形殼體(1)的內(nèi)截面圓的三分之一；兩條直邊分別位于管束的自然間隔中；以該折流板相切橢圓的半短軸為基準(zhǔn)線，基準(zhǔn)線與殼體軸線垂直，且與該折流板包含的正三角形排列布管的一條管孔中心連線重合；兩條直邊也各與另外方向的管孔中心連線平行；每塊折流板以基準(zhǔn)線為軸傾斜；相鄰兩塊折流板(4)的后一塊折流板的前緣邊與前一塊折流板的后緣邊在折流板外圈首尾相接；在管板上劃分三塊與每個(gè)折流板所占的扇區(qū)相對(duì)應(yīng)的三等分對(duì)稱區(qū)域，每塊折流板(4)上的管孔與管板上相應(yīng)區(qū)域的管孔一一對(duì)應(yīng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三分之一扇形螺旋折流板管殼式換熱器，其特征在于在管 板上劃分的三等分對(duì)稱區(qū)域之間的間隔中設(shè)置分隔板，所述分隔板設(shè)置在換熱器兩端封 頭內(nèi)，形成三管程流動(dòng)。
專利摘要三分之一扇形螺旋折流板管殼式換熱器，涉及正三角排列布管的螺旋折流板管殼式換熱器的技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型的管板同心布置并焊接在圓筒形殼體的兩端，在管板上劃分三塊三等分對(duì)稱布管區(qū)域，若干塊折流板依次傾斜布置在圓筒形殼體內(nèi)，每塊折流板由一條橢圓曲邊和兩條對(duì)稱于橢圓半短軸的直邊構(gòu)成，兩條直邊分別位于管束的自然間隔中，以該折流板相切橢圓的半短軸為折流板基準(zhǔn)線，基準(zhǔn)線與殼體軸線垂直，且與該折流板包含的正三角形排列布管的一條管孔中心連線重合；相鄰兩塊折流板的后一塊折流板的前緣邊與前一塊折流板的后緣邊在折流板外圈首尾相接。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了換熱效率高、降低阻力損失、適合于正三角形排列布管的目的。
文檔編號(hào)F28D7/10GK201259385SQ200820185719
公開日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月5日
發(fā)明者陳亞平 申請(qǐng)人:東南大學(xué)