本發(fā)明涉及換熱器領(lǐng)域，具體涉及一種具有分布性出入口的管殼式換熱器。

背景技術(shù)：

殼管式換熱器適用的操作溫度與壓力范圍較大，制造成本低，清洗方便，處理量大，是工業(yè)過(guò)程熱量傳遞中應(yīng)用最為廣泛的一種換熱器。

傳統(tǒng)殼管式換熱器，一般換熱管的外徑為19 mm或25 mm，中心距為25 mm或32 mm，而在一些具有較小流量或特殊行業(yè)中，如在制冷行業(yè)，多采用較小管徑的換熱管，其外徑多為7～10 mm左右，孔橋?qū)挾鹊椭?～4 mm，大大提高加工制造難度，而且因?yàn)楹缚p間距較小，使焊縫熱影響區(qū)相互影響，也會(huì)影響成品質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種設(shè)計(jì)科學(xué)、實(shí)用性強(qiáng)、制備工藝簡(jiǎn)單、具有分布性出入口的管殼式換熱器。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種具有分布性出入口的管殼式換熱器，它包括殼體、換熱管、管板、出口流體分布裝置和入口流體分布裝置，所述出、入口流體分布裝置均包括管程接管、至少一個(gè)喇叭管，所述喇叭管的細(xì)端連接所述管程接管，所述管程接管穿過(guò)所述管板，所述喇叭管的放大端安裝有放大封板，所述放大封板對(duì)應(yīng)各所述換熱管設(shè)有圓孔，各所述換熱管安裝在所述放大封板的圓孔內(nèi)并連通所述喇叭管內(nèi)部。

基于上述，所述入口流體分布裝置的喇叭管內(nèi)設(shè)有一均布若干孔的篩狀結(jié)構(gòu)，所述篩狀結(jié)構(gòu)的開口端朝向所述喇叭管的細(xì)端。

基于上述，所述孔為圓形、三角形或多邊形。

基于上述具有分布性出入口的管殼式換熱器，還包括分程出入口裝置，所述分程出入口裝置包括U形粗管，所述U形粗管的兩端穿過(guò)換向封板，所述U形粗管的出口端安裝有所述入口流體分布裝置，所述U形粗管的入口端安裝有所述出口流體分布裝置。

基于上述，所述入口流體分布裝置的管程接管內(nèi)設(shè)有SK靜態(tài)混合器或其他類型氣液混合裝置。

基于上述，所述入口流體分布裝置的管程接管包括直管部和喇叭放大部，所述喇叭放大部的細(xì)端和所述直管部相連接，所述喇叭放大部的放大端安裝有封板，所述封板對(duì)應(yīng)各所述喇叭管的細(xì)端設(shè)有通孔，各所述喇叭管的細(xì)端安裝在所述封板的通孔內(nèi)并連通所述喇叭放大部?jī)?nèi)部。

基于上述，所述換熱管為內(nèi)螺紋管，其內(nèi)壁設(shè)有正反螺旋交替循環(huán)的連續(xù)凸起或凹槽。

基于上述，所述殼體的殼程進(jìn)出口處設(shè)置有導(dǎo)流筒。

基于上述，所述封板和所述放大封板為平板型、球形、橢圓形或其他凸起形狀。

本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，具體地說(shuō)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明中具有分布性出入口的管殼式換熱器包括出口流體分布裝置和入口流體分布裝置，所述出、入口流體分布裝置均包括管程接管、至少一個(gè)喇叭管，所述喇叭管的細(xì)端連接所述管程接管，所述管程接管穿過(guò)管板，所述喇叭管的放大端安裝有放大封板，所述放大封板對(duì)應(yīng)各所述換熱管設(shè)有圓孔，各所述換熱管安裝在所述放大封板的圓孔內(nèi)并連通所述喇叭管內(nèi)部，使各所述換熱管間的中心間距較大，降低安裝難度，還可以形成具有較小的壓力空間，有利于降低熱應(yīng)力，增強(qiáng)連接可靠性和密封性能；同時(shí)省略掉管箱及其封頭結(jié)構(gòu)，有助于節(jié)省原材料，降低生產(chǎn)與制造成本。

2、所述具有分布性出入口的管殼式換熱器還包括分程出入口裝置，該分程出入口裝置中的U形粗管一次成型制得，可以省去換熱管的U形管部分，避免了加工中的彎管工藝，以及由于彎管造成管壁減薄發(fā)生泄漏的問(wèn)題，方便在同一管程中設(shè)置不同管徑換熱管，降低管程壓降。

3、所述入口流體分布裝置的管程接管內(nèi)設(shè)有混合裝置，能使流體自身產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)方向的改變使流體混合，使流體以幾乎相同的組分流體流入每根換熱管；所述換熱管為內(nèi)螺紋管，其內(nèi)壁設(shè)有正反螺旋交替循環(huán)的連續(xù)凸起或凹槽，強(qiáng)化管道內(nèi)流體的混合。

4、所述殼體的殼程進(jìn)出口處設(shè)置導(dǎo)流筒，可以防止進(jìn)口處高速流體對(duì)管束的直接沖擊，使得殼程流體均勻分布、殼程進(jìn)出口段管束的傳熱面積得到充分利用，同時(shí)還減少傳熱死區(qū)及防止進(jìn)出口段出現(xiàn)流體振動(dòng)。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施例1中具有分布性出入口的管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是實(shí)施例2中具有分布性出入口的管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是實(shí)施例3中所述單級(jí)入口流體分布裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是實(shí)施例3中所述多極入口流體分布裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是實(shí)施例4中所述入口流體分布裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.管程接管；2.SK靜態(tài)混合器；3.篩狀結(jié)構(gòu)；4.喇叭管；5.放大封板；6.換熱管；7.導(dǎo)流筒；8.折流板；9殼體；10.管板；11.殼程出入口；12.U形粗管；13.換向封板；14.直管部；15.喇叭放大部。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種具有分布性出入口的管殼式換熱器，它包括殼體9、換熱管6、折流板8、管板10、出口流體分布裝置和入口流體分布裝置，所述出、入口流體分布裝置均為單級(jí)出、入口流體分布裝置，包括管程接管1、喇叭管4，所述管程接管1為直型管，所述喇叭管4的細(xì)端連接所述管程接管1，所述管程接管1穿過(guò)所述管板10，所述喇叭管4的放大端安裝有的放大封板5，所述放大封板5對(duì)應(yīng)各所述換熱管6設(shè)有圓孔，各所述換熱管6安裝在所述放大封板5的圓孔內(nèi)并連通所述喇叭管4內(nèi)部，使各所述換熱管6間的中心間距較大，降低安裝難度，還可以形成具有較小的壓力空間，有利于降低熱應(yīng)力，增強(qiáng)連接可靠性和密封性能；同時(shí)省略掉管箱及其封頭結(jié)構(gòu)，有助于節(jié)省原材料，降低生產(chǎn)與制造成本。

根據(jù)制造工藝特點(diǎn)或換熱過(guò)程，換熱管6可采用脹接、焊接或脹焊結(jié)合的方式固定在所述放大封板5上，使采用小管徑換熱管的管殼式換熱器更易于安裝，實(shí)現(xiàn)換熱器中換熱管的可靠性連接。所述放大封板5可為平板型、球形、橢圓形或其他凸起形狀。

為使管程流體均勻的流入各個(gè)換熱管6，在所述入口流體分布裝置的喇叭管4內(nèi)設(shè)有一均布若干孔的篩狀結(jié)構(gòu)3，所述篩狀結(jié)構(gòu)3的開口端朝向所述喇叭管4的細(xì)端，使所述篩狀結(jié)構(gòu)3罩在所述喇叭管4的細(xì)端上，使管程流體先經(jīng)過(guò)所述篩狀結(jié)構(gòu)3再進(jìn)入所述喇叭管4，流體的主向流動(dòng)阻力增大，朝向換熱管入口的各個(gè)方向阻力更加均勻，在所述喇叭管4內(nèi)均勻分布，以相同的質(zhì)量流量進(jìn)入各換熱管6中，充分利用各根換熱管6；可根據(jù)流量大小，設(shè)置篩狀結(jié)構(gòu)3為圓形、三角形等各種形狀，分布孔也可以為圓形、多邊形等多種形式，分布孔的大小以及距離所述管程接管1的距離也可根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。

為了強(qiáng)化管道內(nèi)流體的混合，所述換熱管6為內(nèi)螺紋管，其內(nèi)壁設(shè)有正反螺旋交替循環(huán)的連續(xù)凸起或凹槽，它能使流體自身產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)方向的改變使流體混合，以及流道的位置或截面積發(fā)生變化，能使流體產(chǎn)生“自身攪拌”作用，換熱更加充分。

為防止流體直接沖刷換熱管束以及充分利用換熱管在換熱器中的換熱，所述殼體9的殼程進(jìn)出口11處設(shè)置有導(dǎo)流筒7，不僅可以防止進(jìn)口處高速流體對(duì)管束的直接沖擊，使得殼程流體均勻分布、殼程進(jìn)出口段管束的傳熱面積得到充分利用，同時(shí)還減少傳熱死區(qū)及防止進(jìn)出口段出現(xiàn)流體振動(dòng)。

實(shí)施例2

本實(shí)施提供一種具有分布性出入口的管殼式換熱器，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于：如圖2所示，所述具有分布性出入口的管殼式換熱器還包括分程出入口裝置，以代替U形管，實(shí)現(xiàn)換熱管束的分程，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，省略了雙管程隔板或U形彎管部分，所述分程出入口裝置包括U形粗管12，所述U形粗管12的兩端穿過(guò)換向封板13，所述U形粗管12的出口端安裝有所述入口流體分布裝置，所述U形粗管12的所述入口端安裝有出口流體分布裝置；所述U形粗管12通過(guò)一次成型制得，可以省去傳統(tǒng)換熱管的U形管部分，避免了加工中的彎管工藝，以及由于彎管造成管壁減薄發(fā)生泄漏的問(wèn)題，方便在同一管程中設(shè)置不同管徑換熱管，降低管程壓降，加工制造方便、性能更加穩(wěn)定。

實(shí)施例3

本實(shí)施提供一種具有分布性出入口的管殼式換熱器，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于：如圖3所示，該具有分布性出入口的管殼式換熱器為單管程換熱器，所述出、入口流體分布裝置分別位于換熱器的兩端，對(duì)于氣液兩相或含多組分的流體，如制冷行業(yè)的干式蒸發(fā)器管程冷媒，在所述入口流體分布裝置的管程接管1內(nèi)設(shè)有SK靜態(tài)混合器2，所述SK靜態(tài)混合器2包括若干混合元件，混合元件對(duì)流體介質(zhì)不斷切割，使流經(jīng)的介質(zhì)液滴被不斷分散切割為較小的微團(tuán)，隨后又在兩個(gè)混合元件間匯合得到混合，混合元件使流體介質(zhì)產(chǎn)生徑向速度脈沖，且流動(dòng)方向的隨時(shí)變化也導(dǎo)致分流和合流，在增大接觸面積的同時(shí)可產(chǎn)生主體對(duì)流或渦旋運(yùn)動(dòng)，使流體混合均勻，以幾乎相同的組分流體流入每根換熱管6。

進(jìn)一步的，可將所述入口流體分布裝置設(shè)置為多極入口流體分布裝置，如圖4所示，所述多極入口流體分布裝置的管程接管包括直管部14和喇叭放大部15，所述喇叭放大部15的細(xì)端和所述直管部14相連接，所述喇叭放大部15的放大端安裝有封板，所述封板對(duì)應(yīng)各所述喇叭管4的細(xì)端設(shè)有通孔，各所述喇叭管4的細(xì)端安裝在所述封板的通孔內(nèi)并連通所述喇叭放大部15內(nèi)部。所述管程接管的放大出入口結(jié)構(gòu)，具有較小的壓力空間，有利于降低熱應(yīng)力，板的受力情況與密封性能更容易得到保證，可以用較薄的金屬制造，還可以省略掉管箱及其封頭結(jié)構(gòu)，有助于節(jié)省原材料，降低生產(chǎn)與制造成本。

實(shí)施例4

本實(shí)施提供一種具有分布性出入口的管殼式換熱器，本實(shí)施例與實(shí)施例3的不同之處在于：如圖5所示，所述入口流體分布裝置包括多極入口流體分布裝置和單級(jí)入口流體分布裝置。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。