本實用新型涉及換熱器領(lǐng)域，具體涉及一種具有外接管箱的管殼式換熱器。

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，其管程的入口結(jié)構(gòu)一般包括管箱及管箱接管，管箱與殼體采用法蘭連接，對于多管程的換熱器，管箱還同時起到對管程流體分程的作用。這種入口結(jié)構(gòu)的使得換熱器的連接可靠性較低，管箱流體流動分布不均，管箱中流體的壓力損失也較大，影響換熱器的性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、性能穩(wěn)定的具有外接管箱的管殼式換熱器。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種具有外接管箱的管殼式換熱器，它包括管板、殼體、換熱管、入口外接管箱和出口外接管箱；所述出、入口外接管箱分別固定于對應(yīng)位置的所述管板上，所述出、入口外接管箱內(nèi)均設(shè)置有導(dǎo)流裝置，所述導(dǎo)流裝置中間為一腔體，沿著所述腔體由中間向四周形成若干導(dǎo)流流道，各所述導(dǎo)流流道延伸至所述管板上，形成與所述換熱管一一對應(yīng)的接口；所述出口外接管箱中的腔體和管程出口管相連接，所述入口外接管箱的腔體和管程入口管相連接。

基于上述，所述入口外接管箱的腔體內(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)的開口端朝向所述管程入口管。

基于上述，所述孔為圓形、三角形或多邊形。

基于上述，所述具有外接管箱的管殼式換熱器還包括分程外接管箱，所述分程外接管箱固定于分程側(cè)管板上，所述分程外接管箱內(nèi)設(shè)有U形導(dǎo)流裝置，所述U形導(dǎo)流裝置包括若干U形流道，各所述U形流道的兩端延伸至所述分程側(cè)管板上，與各所述換熱管一一對應(yīng)連接。

基于上述，所述U形導(dǎo)流裝置為整體一次成型或分塊制造成型后組裝為一整體。

基于上述，所述導(dǎo)流裝置和所述U形導(dǎo)流裝置為金屬、陶瓷或聚脂材料。

基于上述，所述管程入口管內(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，所述換熱管為內(nèi)螺紋管，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，所述殼體的殼程進出口處設(shè)置有導(dǎo)流筒。

本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)具有實質(zhì)性特點和進步，具體地說，本實用新型具有以下優(yōu)點：

1. 本實用新型中所述具有外接管箱的管殼式換熱器包括出口外接管箱和入口外接管箱，各所述出、入外接管箱分別固定于相應(yīng)位置的管板上，略掉了管箱封頭和管箱法蘭，簡化連接結(jié)構(gòu)，有效提高密封性能；所述出、入口外接管箱內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流裝置，所述導(dǎo)流裝置中間為一腔體，沿著所述腔體由中間向四周設(shè)置導(dǎo)流流道，各所述導(dǎo)流流道延伸至所述管板上，形成與所述換熱管一一對應(yīng)的接口，管程流體由管程入口管流入所述入口外接管箱的腔體內(nèi)，通過各所述導(dǎo)流流道分別進入換熱管內(nèi)，有效減小流體的壓力損失。

2. 所述入口外接管箱的腔體內(nèi)安裝有均布若干孔的篩狀結(jié)構(gòu)，所述篩狀結(jié)構(gòu)的開口端朝向管程入口管，所述篩狀結(jié)構(gòu)罩在所述管程入口管上，使得管程流體進入所述入口外接管箱后，流經(jīng)所述篩狀結(jié)構(gòu)，使得流體的主向流動阻力增大，朝向換熱管入口的各個方向阻力更加均勻；而且使流體在整個管箱內(nèi)均勻分布，最終均勻流入換熱管內(nèi)，充分利用各根換熱管的換熱。

3. 所述具有外接管箱的管殼式換熱器還包括分程外接管箱，所述分程外接管箱內(nèi)設(shè)有U形導(dǎo)流裝置，形成若干U形流道，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；所述U形導(dǎo)流裝置為整體一次成型，避免了傳統(tǒng)換熱管需要根據(jù)每根換熱管所處位置，分別確定彎管半徑，并分別制造的缺點。

4、所述管程入口管內(nèi)設(shè)有SK靜態(tài)混合器或其他類型氣液混合裝置，能使流體自身產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，通過旋轉(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，內(nèi)壁設(shè)有正反螺旋交替循環(huán)的連續(xù)凸起或凹槽，以強化管道內(nèi)流體的混合；所述殼體的殼程進出口處設(shè)有導(dǎo)流筒，可以防止進口處高速流體對管束的直接沖擊，使得殼程流體均勻分布、殼程進出口段管束的傳熱面積得到充分利用，同時還減少傳熱死區(qū)及防止進出口段出現(xiàn)流體振動。

附圖說明

圖1是本實用新型中具有外接管箱的管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型中所述出、入口外接管箱的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實用新型中所述分程外接管箱的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.管程入口管；2. SK靜態(tài)混合器；3.入口外接管箱；4.換熱管；5.導(dǎo)流筒；6.篩狀結(jié)構(gòu)；7.殼體；8.分程側(cè)管板；9.分程外接管箱；10.殼程出入口；11.管板；12.出口外接管箱；13.導(dǎo)流裝置；14.腔體；15.U形導(dǎo)流裝置。

具體實施方式

下面通過具體實施方式，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

如圖1～3所示，一種具有外接管箱的管殼式換熱器，它包括管板11、殼體7、換熱管4、入口外接管箱3、出口外接管箱12和分程外接管箱9。

所述出口外接管箱12和入口外接管箱3分別固定于對應(yīng)位置的所述管板11上，略掉了管箱封頭和管箱法蘭，簡化連接結(jié)構(gòu)，有效提高密封性能；為改善外接管箱中流體的流動分布與減小流體的壓力損失，所述出口外接管箱12和入口外接管箱3內(nèi)均設(shè)置有導(dǎo)流裝置13，所述導(dǎo)流裝置13中間為一腔體14，沿著所述腔體14由中間向四周形成若干導(dǎo)流流道，各所述導(dǎo)流流道延伸至所述管板11上，形成與所述換熱管4一一對應(yīng)的接口；所述導(dǎo)流裝置13中的腔體14隨著流量的減小，其橫截面積可以連續(xù)的變化；所述導(dǎo)流流道可根據(jù)所在位置流體流量、壓力及其對應(yīng)換熱管中的阻力等影響因素，流動橫截面積設(shè)置為不同直徑與形狀，使流體能夠流量均勻的流入換熱管束中；所述換熱管4與管板11的連接可根據(jù)制造工藝特點或換熱過程，采用脹接、焊接或脹焊結(jié)合的方式固定在所述管板11上，實現(xiàn)換熱器中換熱管的可靠性連接。

所述出口外接管箱中12的腔體和管程出口管相連接，所述入口外接管箱3的腔體14和管程入口管1相連接；所述管程出、入口管分別焊接于所述出、入口外接管箱上，使傳統(tǒng)的法蘭密封改為焊接形式，保證了連接的可靠性。使用時，管程流體由管程入口管1流入所述入口外接管箱3的腔體14內(nèi)，通過各所述導(dǎo)流流道分別進入換熱管4內(nèi)，有效減小流體的壓力損失，避免傳統(tǒng)管箱中流體的流動分配不均與壓力損失。

所述入口外接管箱3的腔體14內(nèi)設(shè)有一均布若干圓孔的篩狀結(jié)構(gòu)6，所述篩狀結(jié)構(gòu)6的開口端朝向所述管程入口管1，罩在所述管程入口管1上。這樣，管程流體進入所述入口外接管箱3后，流經(jīng)所述篩狀結(jié)構(gòu)6，使得流體的主向流動阻力增大，朝向換熱管入口的各個方向阻力更加均勻；而且使流體在整個管箱3內(nèi)均勻分布，最終均勻流入換熱管4內(nèi)，充分利用各根換熱管4的換熱面積。

可根據(jù)流量大小與管箱的具體形式，使篩狀結(jié)構(gòu)3中所開篩孔為圓形、三角形、多邊形等各種形狀，分布篩孔的大小以及距離所述管程入口管1的距離也可根據(jù)具體的形式進行調(diào)整。

所述分程外接管箱9固定于分程側(cè)管板8上，所述分程外接管箱9內(nèi)設(shè)有U形導(dǎo)流裝置15，形成若干U形流道，各所述U形流道的兩端延伸至所述分程側(cè)管板9上，與各所述換熱管4一一對應(yīng)連接；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；所述U形導(dǎo)流裝置為15整體一次成型，避免了傳統(tǒng)換熱管需要根據(jù)每根換熱管所處位置，分別確定彎管半徑，并分別制造的缺點。

所述出、入口外接管箱和分程外接管中的導(dǎo)流裝置材料，根據(jù)傳熱質(zhì)介特性及其溫度，自行選用金屬、陶瓷或聚脂材料。

所述管程入口管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，隨后又在兩個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，且流動方向的隨時變化也導(dǎo)致分流和合流，在增大接觸面積的同時可產(chǎn)生主體對流或渦旋運動，使流體混合均勻，以幾乎相同的均勻組分流體流入每根換熱管4。

為了強化管道內(nèi)流體的混合，所述換熱管4采用內(nèi)螺紋管，內(nèi)壁設(shè)有正反螺旋形的連續(xù)凸起或凹槽，它能使流體自身產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，通過旋轉(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。

所述殼體7的殼程進出口10處設(shè)置有導(dǎo)流筒5，可以防止進口處高速流體對管束的直接沖擊，使得殼程流體均勻分布、殼程進出口段管束的傳熱面積得到充分利用，同時還減少傳熱死區(qū)及防止進出口段出現(xiàn)流體振動。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本實用新型的具體實施方式進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型請求保護的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。