專利名稱：換熱器中管束與折流板的連接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種換熱器中管束與折流板的連接結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
換熱器是在具有不同溫度的兩種或兩種以上流體之間傳遞熱量的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油、石化、化工、電力、冶金、空調(diào)、制冷等領(lǐng)域中。在工業(yè)生產(chǎn)中，其主要作用是使熱量由溫度較高的流體傳遞給溫度較低的流體，使流體溫度達(dá)到工藝流程規(guī)定的參數(shù)，以滿足過程工藝條件的需要，因此，其性能的每一點(diǎn)提高都意味著巨大的經(jīng)濟(jì)與社會效益。近年來，隨著人們對相關(guān)環(huán)境問題的關(guān)注，換熱器在節(jié)能，高效能量轉(zhuǎn)換、能量回收，以及新能源利用領(lǐng)域的重要性日益增加。I.弓形折流板換熱器不足之處換熱器種類繁多，依據(jù)傳熱過程可分為間壁式換熱器、直接接觸式換熱器、蓄熱式換熱器。國內(nèi)有資料表明全部換熱器產(chǎn)量中，間壁式弓形折流板換熱器約占80%以上。弓形折流板換熱器問世一百多年來，已積累了大量的設(shè)計(jì)資料和操作運(yùn)行數(shù)據(jù)，其結(jié)構(gòu)特性、傳熱特性和流體動(dòng)力特性的計(jì)算已經(jīng)形成了一套比較完善的方法，其繼續(xù)研究的發(fā)展空間已經(jīng)趨于飽和。弓形折流板是最常用的折流板形式，它是在整圓形折流板上切除一塊圓缺區(qū)域作為截面流道，使流體自圓缺處流過，板的作用是折流，以改變流體流向。殼程內(nèi)缺口對稱交錯(cuò)設(shè)置的多塊折流板，流體逐次翻越折流板，呈“之”字形流動(dòng)，此種工作狀況，使弓形折流板換熱器存在以下不足之處流體反復(fù)橫向掠過管束，又不斷地改變流動(dòng)方向，流動(dòng)阻力大，增加了殼程泵輸送功率。大直徑弓形折流板換熱器的流體繞到折流板背后接近殼體處，會有一部分流體停滯不前，形成對傳熱不利的“死區(qū)”?！八绤^(qū)”面積占總換熱面積20%左右。由于死區(qū)的存在，還會引起污垢的沉積、結(jié)垢和腐蝕。換熱管與折流板管孔之間的間隙、殼體內(nèi)壁與折流板之間的間隙均造成泄漏流；管束外層換熱管與殼體內(nèi)壁之間的間隙、受多管程分程隔板的影響而使殼程形成了不為換熱管所占據(jù)的通道均造成旁路流。泄漏流和旁路流對傳熱不利。流體橫向掠過管束，易引誘換熱管振動(dòng)，造成換熱管破壞。弓形折流板換熱器雖存在上述的不足之處，但由于其適應(yīng)性強(qiáng)、工作可靠、制造與組裝簡易、生產(chǎn)成本低、選材范圍廣、標(biāo)準(zhǔn)化、易于選型等優(yōu)點(diǎn)，目前仍舊是換熱設(shè)備的主導(dǎo)
女口
廣叩O2.折流桿換熱器不足之處折流桿換熱器是美國菲利浦石油公司于1970年首創(chuàng)的。上世紀(jì)80年代初，我國開始研究折流桿換熱器。折流桿換熱器的核心部分是由一系列若干平行的折流桿端焊接在圓環(huán)折流環(huán)上，四個(gè)折流環(huán)互相垂直放置而形成的一組折流柵。與弓形折流板換熱器相比較，用折流柵代替了折流板，使殼程的橫向流變成了沿殼體軸向的縱向流?？v向流使折流桿換熱器具有殼程壓降低、換熱效率高、抗振性能好、抗結(jié)垢性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，基本上克服了弓形折流板換熱器不足之處。然而上述優(yōu)點(diǎn)并不能使其在大范圍內(nèi)取代弓形折流板換熱器得到廣泛應(yīng)用，這是因?yàn)橛上旅娌蛔阒幵斐傻?。I)殼程流通面積大，流速低，只有在大流量下才能顯示其優(yōu)異的性能。2)折流環(huán)由支承環(huán)和折流桿組焊而成，存在焊接變形，形狀和位置精度很難控制，造成組裝困難。3)多采用正方形布管，相應(yīng)單位截面積上布管數(shù)量比三角形布管數(shù)量少；另外支承環(huán)有一定的寬度，又占據(jù)了一部分布管圓的面積。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種換熱效率高的換熱器中管束與折流板的連接結(jié)構(gòu)。·為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種換熱器中管束與折流板的連接結(jié)構(gòu)，包括若干個(gè)平行排布的折流板和將折流板串連起來的管束，管束由若干根換熱管沿其徑向平行排布而成，所述折流板上分別設(shè)置有與換熱管管徑相等的焊接孔和比換熱管管徑大的預(yù)留孔，相鄰折流板上的焊接孔和預(yù)留孔的中心軸線位于一直線且間隔排布，換熱管依次穿過折流板上的焊接孔和預(yù)留孔且與位于焊接孔處的折流板板體焊接。本實(shí)用新型的有益效果是殼程流體縱掠管束，流體沿流道孔環(huán)繞換熱管壁產(chǎn)生強(qiáng)烈的貼壁射流，流體的速度和方向都發(fā)生了改變。射流使換熱管管壁換熱邊界層變薄，對殼程流體的擾動(dòng)作用明顯優(yōu)于其它形式的換熱器，既提高了傳熱膜系數(shù)，又利于沖刷換熱管管壁而起到除垢防垢的作用。殼程壓降低、換熱效率高、抗振性能好、抗結(jié)垢性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

圖I是本實(shí)用新型換熱器中管束與折流板的連接結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型換熱器中管束與折流板的連接結(jié)構(gòu)中折流板的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型換熱器中管束與折流板的連接結(jié)構(gòu)中折流板的另ー種結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、折流板，2、換熱管，3、焊接孔，4、預(yù)留孔，5、流道孔。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案。如圖I所示，本實(shí)用新型所述的換熱器中管束與折流板的連接結(jié)構(gòu)，包括若干個(gè)平行排布的折流板I和將折流板I串連起來的管束，管束由若干根換熱管2沿其徑向平行排布而成，所述折流板I上分別設(shè)置有與換熱管2管徑相等的焊接孔3和比換熱管2管徑大的預(yù)留孔4，相鄰折流板I上的焊接孔3和預(yù)留孔4的中心軸線位于一直線且間隔排布，即如果前一個(gè)折流板I上設(shè)置了焊接孔3和預(yù)留孔4，后一個(gè)折流板I上對應(yīng)焊接孔3的位置處設(shè)置預(yù)留孔4、對應(yīng)預(yù)留孔4的位置處設(shè)置焊接孔3。換熱管2依次穿過折流板I上的焊接孔3和預(yù)留孔4且與位于焊接孔3處的折流板I板體焊接，換熱管2在穿過預(yù)留孔4時(shí)，換熱管2外壁與預(yù)留孔4之間就形成了環(huán)形的流體流道孔5。如圖2所示，圖中的焊接孔3和預(yù)留孔4均為正方形排布。如圖3所示，圖中焊接孔3和預(yù)留孔4均為三角形排布，這種排布方式在同一塊折流板I上換熱管2的布置數(shù)量可比圖2中的多15%，提高換熱效率。如圖2和圖3所示，焊接孔3和預(yù)留孔4都是一排一排的設(shè)置，預(yù)留孔4的排數(shù)和焊接孔3的排數(shù)可根據(jù)流體流量和流道面積來設(shè)定。本實(shí)用新型的工作過程是如圖I所示，流體從換熱管2與折流板I之間的流道孔5中呈之字形流動(dòng)并于換熱管2內(nèi)的流體進(jìn)行熱交換，流體的折流幅度小。本實(shí)用新型還具有如下優(yōu)點(diǎn)I)殼程流體縱掠管束，流體沿流道孔5環(huán)繞換熱管2管壁產(chǎn)生強(qiáng)烈的貼壁射流，流 體的速度和方向都發(fā)生了改變。射流使換熱管2管壁換熱邊界層變薄，對殼程流體的擾動(dòng)作用明顯優(yōu)于其它形式的換熱器，既提高了傳熱膜系數(shù)，又利于沖刷換熱管2管壁而起到除垢防垢的作用。2)流體流通面積可依據(jù)需要設(shè)計(jì)選用單排、雙排、3排或多排流道，以調(diào)節(jié)水力直徑和流道面積，在流量較小時(shí)選取較小的流道面積，有利于提高換熱器在較低處理量下的傳熱性能。3)殼程流體呈縱向流動(dòng)狀態(tài)，殼程壓降較小，且不存在換熱死區(qū)。4)焊接孔3與換熱管2外壁呈面接觸，減小了接觸點(diǎn)應(yīng)力，增強(qiáng)了抗振效果。折流板I上的焊接孔3與預(yù)留孔4，按殼程內(nèi)布置的奇數(shù)、偶數(shù)折流板各組成一組件，用普通搖臂鉆床即可加工，制造簡易，滿足精度要求，組裝容易且質(zhì)量可靠。
權(quán)利要求1.換熱器中管束與折流板的連接結(jié)構(gòu)，包括若干個(gè)平行排布的折流板和將折流板串連起來的管束，管束由若干根換熱管沿其徑向平行排布而成，其特征在于所述折流板上分別設(shè)置有與換熱管管徑相等的焊接孔和比換熱管管徑大的預(yù)留孔，相鄰折流板上的焊接孔和預(yù)留孔的中心軸線位于一直線且間隔排布，換熱管依次穿過折流板上的焊接孔和預(yù)留孔且與位于焊接孔處的折流板板體焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的換熱器中管束與折流板的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述焊接孔和預(yù)留孔均為正方形排布。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的換熱器中管束與折流板的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述焊接孔和預(yù)留孔均為三角形排布。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種換熱效率高的換熱器中管束與折流板的連接結(jié)構(gòu)，包括若干個(gè)平行排布的折流板和將折流板串連起來的管束，管束由若干根換熱管沿其徑向平行排布而成，所述折流板上分別設(shè)置有與換熱管管徑相等的焊接孔和比換熱管管徑大的預(yù)留孔，相鄰折流板上的焊接孔和預(yù)留孔的中心軸線位于一直線且間隔排布，換熱管依次穿過折流板上的焊接孔和預(yù)留孔且與位于焊接孔處的折流板板體焊接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是殼程壓降低、換熱效率高、抗振性能好、抗結(jié)垢性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F28F9/26GK202470869SQ201220097588
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者丁忠慶, 屠俊, 張榮貴, 李嚴(yán), 沈曉明, 顧曉忠 申請人:張家港市華菱化工機(jī)械有限公司