專利名稱：一種折流板及具有該種折流板的管殼式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及換熱器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種折流板及具有該種折流板的管殼式換熱器。
背景技術(shù)：
由于石油、煤炭等目前大量使用的傳統(tǒng)化石能源枯竭，同時(shí)新的能源生產(chǎn)供應(yīng)體系又未能建立，當(dāng)今世界能源問題日益嚴(yán)峻，節(jié)能已經(jīng)成為解決當(dāng)代能源問題的一個(gè)公認(rèn)的重要途徑。換熱器又稱熱交換器，是在エ業(yè)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)物料之間熱量傳遞過程的ー種設(shè)備。它的形式多種多樣，在石油、化工裝置中建設(shè)投資占比高達(dá)20% — 50%。管殼式換熱器単位體積的傳熱面積大，傳熱效果較好，結(jié)構(gòu)簡單，制造取材范圍較廣，操作彈性大，應(yīng)用最為廣泛。 管殼式換熱器殼側(cè)支撐結(jié)構(gòu)——折流板常見的形式有弓形折流板換熱器和螺旋折流板。傳統(tǒng)的弓形折流板是在整個(gè)圓形板的基礎(chǔ)上沿著一條非直徑的弦切除一部分，以使流體通過切除的部分流通，保留的部分打上管孔以支撐換熱管束；弓形折流板換熱器的優(yōu)點(diǎn)在于換熱系數(shù)大，但存在阻流與壓降大、有流動滯死區(qū)、易結(jié)垢、振動條件下易失效等缺陷。為了克服弓形折流板換熱器的上述缺陷，引入了螺旋折流板的概念，在折流時(shí)，流體處于近似螺旋流動狀態(tài)。相比于弓形折流板，在相同エ況下，這樣的折流板換熱器綜合性能更優(yōu)越，在相同熱負(fù)荷下，可大大減小換熱器尺寸。但是相對于弓形板而言，扇形板的加工仍然比較困難，在安裝時(shí)亦有一定難度。由于傳統(tǒng)的弓形折流板和螺旋折流板換熱器具有的上述不足，設(shè)計(jì)ー種兼具弓形折流板和螺旋折流板優(yōu)點(diǎn)并擯棄二者不足的的新型折流板顯得尤為重要。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種折流板及具有該種折流板的管殼式換熱器，以解決上述技術(shù)問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案—種折流板,其是ー個(gè)扇形板；該扇形板的圓心角為β,180° ( β < 360° ;該扇形板上設(shè)有若干通孔。本實(shí)用新型進(jìn)ー步的改進(jìn)在干所述240° ^ β < 300°。本實(shí)用新型進(jìn)ー步的改進(jìn)在于β =270°。本實(shí)用新型進(jìn)ー步的改進(jìn)在于β =260°?！N管殼式換熱器，包括圓筒形殼體，殼體的前端上部設(shè)有第一流體入ロ，殼體的后端下部設(shè)有第一流體出口 ；殼體的前端和后端分設(shè)有前管板和后管板；若干折流板排布于殼體內(nèi)的第一流體入ロ與第一流體出ロ之間。本實(shí)用新型進(jìn)ー步的改進(jìn)在于相鄰折流板的扇形缺ロ繞著管殼式換熱器的中心軸線旋轉(zhuǎn)了ー個(gè)固定角度，該固定角度為30° 180°。[0013]本實(shí)用新型進(jìn)ー步的改進(jìn)在于所述固定角度為30°、45°、60°、90°或180°。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型折流板既能有效的支撐管束，將換熱管的機(jī)械損壞程度降低到最小程度，又能對流體起到較好的擾流作用，使其達(dá)到充分的湍流以提高換熱系數(shù)；該折流板的加工、制造、安裝簡便，是折流板結(jié)構(gòu)的ー種理想形式。當(dāng)扇形缺ロ 180°排列時(shí)，換熱器殼側(cè)流體的流動比傳統(tǒng)的弓形折流板換熱器更均勻，換熱死區(qū)小，能夠減小換熱管的機(jī)械震動，延長換熱器的使用壽命；缺ロ 90°排列時(shí)，換熱器綜合換熱性能比弓形折流板換熱器提高15%-35%。
以下結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的詳細(xì)說明。圖I是管殼式換熱器的示意圖。圖2a和圖2b是折流板的結(jié)構(gòu)示意圖。其中圖2a是傳統(tǒng)的弓形折流板；圖2b是扇形折流板(扇形的圓心角為260°，相鄰折流板缺口上下交替180°排列)。圖3是本實(shí)用新型折流板的結(jié)構(gòu)示意圖(扇形的圓心角為270°，相鄰折流板缺ロ90。交替排列)。
具體實(shí)施方式
如圖2b或圖3所示，本實(shí)用新型一種折流板，其是在整個(gè)圓形板的基礎(chǔ)上去除一個(gè)扇形，形成ー個(gè)扇形缺ロ，去掉的扇形的半徑與圓形板半徑相同；去除扇形后的折流板的圓心角為β，180° ^ β < 360°。該折流板上設(shè)有若干可供換熱管穿過的通孔。如圖I所示，本實(shí)用新型一種管殼式換熱器，包括圓筒形殼體4，殼體的前端上部設(shè)有第一流體入口 I，殼體的后端下部設(shè)有第一流體出口 5 ;殼體的前端和后端分設(shè)有前管板和后管板。多個(gè)折流板2排布于殼體內(nèi)，相鄰折流板的扇形缺ロ繞著換熱器的中心軸線旋轉(zhuǎn)了ー個(gè)固定角度，根據(jù)換熱管在管板上排列方式的不同，旋轉(zhuǎn)角可以是30°、45°、60。、90。,180° 等。請參閱圖I所示，第一流體從入口 I處流入殼體，經(jīng)過殼體后通過出口 5流出殼體；第二流體(或與殼側(cè)溫度不同的同一種流體)經(jīng)過換熱管3流過換熱器，兩種流體通過換熱管壁進(jìn)行換熱。折流板2的折流作用可以加大流體的殼程路徑及速度，沖刷換熱管壁以減薄邊界層，最終提高換熱系數(shù)。下面重點(diǎn)介紹流體在殼側(cè)4的流動情況。如圖2a和圖2b所示，對于傳統(tǒng)的弓形折流板(圖2a)和本實(shí)用新型折流板(扇形的圓心角為260°，缺口上下交替180°排列)流體流入殼體后，沿著第一個(gè)折流板的ー側(cè)沖刷管壁，經(jīng)過此折流板的缺ロ到達(dá)其另ー側(cè)，而后再沖刷管束的管壁到達(dá)第二個(gè)折流板的ー側(cè)，經(jīng)過第二個(gè)折流板的缺ロ(如圖中標(biāo)號12所示)到達(dá)其另ー側(cè)，如此交替直到流體經(jīng)過殼體出ロ 5流出。缺ロ 180°排列時(shí)，本實(shí)用新型管殼式換熱器殼側(cè)流體的流動比傳統(tǒng)的弓形折流板換熱器更均勻，換熱死區(qū)小，能夠減小換熱管的機(jī)械震動，延長換熱器的使用壽命。如圖3所示，對于本實(shí)用新型另ー種扇形折流板(扇形的圓心角為270°，缺ロ90°交替排列)，其殼側(cè)流體流動過程如下流體流動到第一塊折流板缺ロ的地方吋，分為了兩部分A和B，其中A靠近下一塊折流板的缺ロ區(qū)域，B遠(yuǎn)離下一塊折流板的缺ロ區(qū)域。由于其靠近第二塊折流板的缺ロ區(qū)域，A部分在經(jīng)過第一塊折流板的缺ロ后直接經(jīng)過第二塊折流板的缺ロ流到第三塊折流板的前側(cè)(可以起到減小殼側(cè)壓降的作用)，這時(shí)A部分流體由于遠(yuǎn)離第三塊折流板的缺ロ區(qū)域，此部分流體并不會直接流過第三塊折流板的缺ロ區(qū)域，而是如圖3所示徑向沖刷管束后(可以起到促進(jìn)冷熱流體換熱的作用)通過第三塊折 流板的缺ロ區(qū)域到達(dá)第四塊折流板的前端；與A相反，由于其遠(yuǎn)離第二塊折流板的缺ロ區(qū)域，B部分流體經(jīng)過第一塊折流板的缺ロ后，會徑向沖刷管束后到達(dá)第二塊折流板的缺ロ區(qū)域并通過，這時(shí)此部分流體由于靠近第三塊折流板的缺ロ區(qū)域會直接流過第三塊折流板的缺ロ區(qū)域到達(dá)第四塊折流板的前端。而后周而復(fù)始，直到A、B兩部分流體均經(jīng)過殼側(cè)出ロ 5流出。缺ロ 90°排列時(shí)，圓缺扇形折流板換熱器綜合換熱性能比弓形折流板換熱器提1 15%-35%。
權(quán)利要求1.一種折流板，其特征在于，其是ー個(gè)扇形板；該扇形板的圓心角為β，180° < β< 360° ;該扇形板上設(shè)有若干通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的折流板，其特征在于，所述240°^ β < 300°。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的折流板，其特征在干，β=270°。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的折流板，其特征在干，β=260°。
5.ー種具有權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的折流板的管殼式換熱器，其特征在于，包括圓筒形殼體，殼體的前端上部設(shè)有第一流體入口，殼體的后端下部設(shè)有第一流體出ロ ；殼體的前端和后端分設(shè)有前管板和后管板；若干折流板排布于殼體內(nèi)的第一流體入口與第一流體出口之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的管殼式換熱器，其特征在于，相鄰折流板的扇形缺ロ繞著管殼式換熱器的中心軸線旋轉(zhuǎn)了ー個(gè)固定角度，該固定角度為30° 180°。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的管殼式換熱器，其特征在于，所述固定角度為30°、45°、60。、90?；?180。。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種折流板及具有該種折流板的管殼式換熱器，所述折流板是一個(gè)扇形板；該扇形板的圓心角為β，180°≤β＜360°；所述管殼式換熱器包括圓筒形殼體，殼體的前端上部設(shè)有第一流體入口，殼體的后端下部設(shè)有第一流體出口；殼體的前端和后端分設(shè)有前管板和后管板；若干折流板排布于殼體內(nèi)的第一流體入口與第一流體出口之間；相鄰折流板的扇形缺口繞著管殼式換熱器的中心軸線旋轉(zhuǎn)了一個(gè)固定角度。本實(shí)用新型折流板既能有效的支撐管束，將換熱管的機(jī)械損壞程度降低到最小程度，又能對流體起到較好的擾流作用，使其達(dá)到充分的湍流以提高換熱系數(shù)；該折流板的加工、制造、安裝簡便，是折流板結(jié)構(gòu)的一種理想形式。
文檔編號F28F9/24GK202648506SQ201220240478
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者殷咸青, 翟中波, 張建勛 申請人:西安交通大學(xué)