專(zhuān)利名稱(chēng)：管殼式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于核能、動(dòng)力、煉油、化工、石油化工等工業(yè)部門(mén)的工藝過(guò)程換熱設(shè)備，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種管殼式換熱器。
背景技術(shù)：
目前，管殼式換熱器中通常使用如圖I所示的弓形折流板10，但是，這樣的換熱器存在很多問(wèn)題第一、弓形折流板10會(huì)使殼側(cè)流體橫掠換熱管，容易引起誘導(dǎo)振動(dòng)；第二、弓形折流板10的存在會(huì)使流體在殼側(cè)筒體內(nèi)形成流動(dòng)死區(qū)12，因而降低了換熱效率;第三、弓形折流板10使得殼側(cè)流體垂直沖擊殼側(cè)筒體內(nèi)壁而引起較大的沿程壓降。為了解決上述問(wèn)題，近年來(lái)，業(yè)界開(kāi)發(fā)了一些使用螺旋折流板的新型管殼式換熱器，螺旋折流板使殼側(cè)流體呈螺旋狀流動(dòng)，從而克服了弓形折流板換熱器的缺點(diǎn)，不僅降低了流動(dòng)阻力，而且促進(jìn)了強(qiáng)化傳熱。例如，現(xiàn)有一種采用連續(xù)曲面的連續(xù)螺旋折流板換熱器，相對(duì)弓形折流板換熱器而言，該種換熱器可以有效減小流動(dòng)阻力及漏流。但是，連續(xù)螺旋折流板換熱器的加工較為復(fù)雜，因此不易生產(chǎn)，難于大量使用。有鑒于此，確有必要提供一種流動(dòng)阻力小、換熱效率高且易于加工的管殼式換熱器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種流動(dòng)阻力小、換熱效率高且易于加工的管殼式換熱器，以克服現(xiàn)有管殼式換熱器的缺點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種管殼式換熱器，其包括殼側(cè)筒體、管箱筒體、管板和換熱管，換熱管固定于管板且主體設(shè)置在殼側(cè)筒體中，殼側(cè)筒體中布置有扇葉形折流板。作為本發(fā)明管殼式換熱器的一種改進(jìn)，所述扇葉形折流板包括扇葉和連接各扇葉的連接部。作為本發(fā)明管殼式換熱器的一種改進(jìn)，所述扇葉形折流板均勻布置于殼側(cè)筒體內(nèi)，相鄰扇葉形折流板上的扇葉彼此錯(cuò)開(kāi)一定角度，形成螺旋形導(dǎo)流布置。作為本發(fā)明管殼式換熱器的一種改進(jìn)，所述相鄰扇葉形折流板上的扇葉彼此錯(cuò)開(kāi)的角度為30度。作為本發(fā)明管殼式換熱器的一種改進(jìn)，每一扇葉形折流板由一圓板制成，其連接部為圓形，扇葉分別由圓板的連接部外的扇形區(qū)域以各自的角等分線為中心軸同向扭轉(zhuǎn)后切割加工而成。作為本發(fā)明管殼式換熱器的一種改進(jìn)，所述扇形區(qū)域以角等分線為中心軸的扭轉(zhuǎn)角度為25度。作為本發(fā)明管殼式換熱器的一種改進(jìn)，每一扇葉形折流板上的扇葉片數(shù)為三片，每一扇葉的扇形夾角為60度。
作為本發(fā)明管殼式換熱器的一種改進(jìn)，所述扇葉形折流板的扇葉上開(kāi)設(shè)有供換熱管穿過(guò)的換熱管孔，換熱管為U型，其主體位于殼側(cè)筒體內(nèi)并由扇葉形折流板支撐，管箱筒體通過(guò)管板與殼側(cè)筒體相連，管箱筒體上開(kāi)設(shè)有管側(cè)進(jìn)口管嘴和管側(cè)出口管嘴，換熱管的兩端貫穿管板后，其進(jìn)出口分別與管側(cè)進(jìn)口管嘴和管側(cè)出口管嘴連通。作為本發(fā)明管殼式換熱器的一種改進(jìn)，所述管殼式換熱器還包括固定于殼側(cè)筒體一端部的殼側(cè)封頭和固定于管箱筒體一端部的管側(cè)封頭，殼側(cè)筒體的兩端分別開(kāi)設(shè)有作為殼側(cè)流體進(jìn)出口的殼側(cè)進(jìn)口管嘴和殼側(cè)出口管嘴，管箱筒體通過(guò)管側(cè)法蘭和管板連接，管板焊接在殼側(cè)筒體上。作為本發(fā)明管殼式換熱器的一種改進(jìn)，所述管殼式換熱器為立式或臥式換熱器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明管殼式換熱器采用扇葉形折流板，使得殼側(cè)流動(dòng)更為合理，不僅減小了流動(dòng)阻力、提高了換熱效率，而且克服了連續(xù)螺旋折流板換熱器不易加工的缺點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明管殼式換熱器及其有益效果進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其中圖I為現(xiàn)有弓形折流板換熱器的不意圖。圖2為本發(fā)明管殼式換熱器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為沿著圖2中A-A線的剖視示意圖。圖4至圖5為本發(fā)明管殼式換熱器的扇葉形折流板的制作過(guò)程示意圖。圖6為本發(fā)明管殼式換熱器的扇葉形折流板的一片扇葉的徑向投影視圖。圖7為本發(fā)明管殼式換熱器中四個(gè)相鄰的扇葉形折流板沿?fù)Q熱器軸向的投影圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖4至圖6所示，本發(fā)明管殼式換熱器采用的是螺旋式扇葉形折流板，其制作過(guò)程及布置方式如下首先，取一塊用于制作折流板的圓板20，圓板20的直徑與管殼式換熱器的殼側(cè)筒體60 (如圖2所示)的內(nèi)徑相匹配，在圓板20中心留出連接各扇葉用的圓形連接部22后，其余部分在三等分線24處切開(kāi)，形成三個(gè)半徑夾角為120度的扇形區(qū)域26 ；以各扇形的角等分線260為中心軸對(duì)各扇形區(qū)域26進(jìn)行同向同角度扭轉(zhuǎn)，圖6中所示實(shí)施例的扭轉(zhuǎn)角度B為25度，在其他不同實(shí)施例中，扇形區(qū)域26的扭轉(zhuǎn)角度可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整；扭轉(zhuǎn)完成后，在扇形區(qū)域26上鉆出能容換熱管50穿過(guò)的換熱管孔300 (如圖3所示)，并將每塊扇形區(qū)域26進(jìn)一步切割成投影后如圖6所示、扇形夾角為60度的扇葉30 (如圖7所示)，得到扇葉形折流板40。請(qǐng)參閱圖2、3和圖7所示，使用時(shí)，將上述扇葉形折流板40相隔一定距離布置在管殼式換熱器的殼側(cè)筒體60內(nèi)，兩個(gè)相鄰折流板40互相錯(cuò)開(kāi)30度，S卩如圖7所示，折流板40a、40b、40c、40d依次相鄰，與前一折流板40a、40b、40c相比,折流板40b、40c、40d分別向同一方向旋轉(zhuǎn)了 30度，其他折流板40的布置規(guī)律依此類(lèi)推。在完成所有折流板40的布置后，讓換熱管50穿過(guò)這些扇形折流板40上的換熱管孔300,從而形成螺旋形的導(dǎo)流布置。
從圖3可以看出，折流板40a的扇葉30的空缺處正好被折流板40c的扇葉30所填補(bǔ)，二者疊加后正好覆蓋了全部的換熱管50 ;另外，折流板40b、40d的扇葉30也可以將折流板40a、40c疊加后處于其扇葉30夾縫32中的換熱管50覆蓋，因此，夾縫32中的換熱管50不僅能夠得到折流板40a、40c的支撐，而且可以被折流板40b、40d進(jìn)一步的支撐。請(qǐng)參閱圖2所示，本發(fā)明管殼式換熱器的外部結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有管殼式換熱器類(lèi)似，其包括殼側(cè)筒體60、殼側(cè)封頭62、管箱筒體64、管板66、管側(cè)法蘭68、管側(cè)封頭70、群座72、扇葉形折流板40和換熱管50。殼側(cè)筒體60的兩端分別開(kāi)設(shè)有殼側(cè)進(jìn)口管嘴600和殼側(cè)出口管嘴602。殼側(cè)封頭62固定于殼側(cè)筒體60的一端部，管板66焊接在殼側(cè)筒體60的另一端部。管箱筒體64的一端部通過(guò)管側(cè)法蘭68與管板66連接，另一端部焊接有管側(cè)封頭70。管箱筒體64上開(kāi)設(shè)有管側(cè)進(jìn)口管嘴640和管側(cè)出口管嘴642。群座72與管側(cè)封頭70焊接固定。扇葉形折流板40均勻設(shè)置于殼側(cè)筒體60內(nèi)。換熱管50為U型管，其主體位于殼側(cè)筒體60內(nèi)，由扇葉形折流板40支撐，兩端則固定于管板66，使進(jìn)出口分別與管側(cè)進(jìn)口管嘴600和管側(cè)出口管嘴602連通。 使用時(shí)，殼側(cè)流體從殼側(cè)進(jìn)口管嘴600流入殼側(cè)筒體60，流經(jīng)扇葉形折流板40時(shí)，經(jīng)過(guò)折流板40的導(dǎo)流，殼側(cè)流體對(duì)換熱管50形成斜向沖涮，最后從殼側(cè)出口管嘴602流出；管側(cè)流體從管側(cè)進(jìn)口管嘴640流入,流經(jīng)U形換熱管50換熱后從管箱筒體64的另一側(cè)由管側(cè)出口管嘴642流出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的折流板40為扇葉形，當(dāng)殼側(cè)流體從前一塊折流板40流到下一塊折流板40時(shí)，折流板40間形成的螺旋形通道會(huì)使得流體形成三股螺旋流，這些螺旋流分別在換熱管50上旋轉(zhuǎn)沖刷，并且每流經(jīng)一次折流板40，殼側(cè)流體的螺旋效果都會(huì)得到加強(qiáng)，這大大促進(jìn)了強(qiáng)化傳熱，提高了換熱效果；此外，殼側(cè)流體在扇葉形折流板40的導(dǎo)流下，對(duì)換熱管50及殼側(cè)筒體60的內(nèi)壁形成的沖刷為斜向沖刷，強(qiáng)化傳熱的同時(shí)減少了使用弓形折流板時(shí)殼側(cè)流體對(duì)殼壁的橫向沖擊效果，因此降低了沿程阻力，減少了對(duì)換熱管50的誘導(dǎo)振動(dòng)；殼側(cè)流體的螺旋流還減小了采用弓形折流板時(shí)存在的流動(dòng)死區(qū)，沒(méi)有死區(qū)的存在能夠提高換熱效果并減少污垢累積，從而增加換熱器的適用性；同時(shí)，本發(fā)明所采用扇葉形折流板40易于加工，克服了連續(xù)型螺旋折流板制造困難的缺點(diǎn)。需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中扇葉形折流板40的扇葉數(shù)量可以為兩個(gè)或三個(gè)以上；扇葉30的扭轉(zhuǎn)方向可以與圖中的實(shí)施例相反，扭轉(zhuǎn)軸也可以不取扇形區(qū)域26的角等分線260 ;最終切割成的扇葉的扇形夾角也可以不為60度；扇葉形折流板40中間的連接部22也可以為圓形以外的多種形狀，如多邊形等；在換熱器的殼側(cè)筒體60內(nèi)布置折流板40時(shí)，相鄰兩塊扇葉形折流板40互相錯(cuò)開(kāi)角度也可以為30度外的其他多種角度；而且，本發(fā)明的管殼式換熱器類(lèi)型不僅可以為圖示的立式換熱器，還可以是臥式換熱器。根據(jù)上述說(shuō)明書(shū)的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷摹Ｒ虼?，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說(shuō)明書(shū)中使用了一些特定的術(shù)語(yǔ)，但這些術(shù)語(yǔ)只是為了方便說(shuō)明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
權(quán)利要求
1.一種管殼式換熱器，包括殼側(cè)筒體、管箱筒體、管板和換熱管，換熱管固定于管板且主體設(shè)置在殼側(cè)筒體中，其特征在于所述殼側(cè)筒體中布置有扇葉形折流板。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管殼式換熱器，其特征在于所述扇葉形折流板包括扇葉和連接各扇葉的連接部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管殼式換熱器，其特征在于所述扇葉形折流板均勻布置于殼側(cè)筒體內(nèi)，相鄰扇葉形折流板上的扇葉彼此錯(cuò)開(kāi)一定角度，形成螺旋形導(dǎo)流布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管殼式換熱器，其特征在于所述相鄰扇葉形折流板上的扇葉彼此錯(cuò)開(kāi)的角度為30度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管殼式換熱器，其特征在于每一扇葉形折流板由一圓板制成，其連接部為圓形，扇葉分別由圓板的連接部外的扇形區(qū)域以各自的角等分線為中心軸同向扭轉(zhuǎn)后切割加工而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的管殼式換熱器，其特征在于所述扇形區(qū)域以角等分線為中心軸的扭轉(zhuǎn)角度為25度。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管殼式換熱器，其特征在于每一扇葉形折流板上的扇葉片數(shù)為三片，每一扇葉的扇形夾角為60度。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管殼式換熱器，其特征在于所述扇葉形折流板的扇葉上開(kāi)設(shè)有供換熱管穿過(guò)的換熱管孔，換熱管為U型，其主體位于殼側(cè)筒體內(nèi)并由扇葉形折流板支撐，管箱筒體通過(guò)管板與殼側(cè)筒體相連，管箱筒體上開(kāi)設(shè)有管側(cè)進(jìn)口管嘴和管側(cè)出口管嘴，換熱管的兩端貫穿管板后，其進(jìn)出口分別與管側(cè)進(jìn)口管嘴和管側(cè)出口管嘴連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管殼式換熱器，其特征在于所述管殼式換熱器還包括固定于殼側(cè)筒體一端部的殼側(cè)封頭和固定于管箱筒體一端部的管側(cè)封頭，殼側(cè)筒體的兩端分別開(kāi)設(shè)有作為殼側(cè)流體進(jìn)出口的殼側(cè)進(jìn)口管嘴和殼側(cè)出口管嘴，管箱筒體通過(guò)管側(cè)法蘭和管板連接，管板焊接在殼側(cè)筒體上。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管殼式換熱器，其特征在于所述管殼式換熱器為立式或臥式換熱器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種管殼式換熱器，其包括殼側(cè)筒體、管箱筒體、管板和換熱管，換熱管固定于管板且主體設(shè)置在殼側(cè)筒體中，殼側(cè)筒體中布置有扇葉形折流板。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明管殼式換熱器采用扇葉形折流板，使得殼側(cè)流動(dòng)更為合理，不僅減小了流動(dòng)阻力、提高了換熱效率，而且克服了連續(xù)螺旋折流板換熱器不易加工的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)F28F9/24GK102735093SQ201210219940
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者葉泉流, 王春霖 申請(qǐng)人:中國(guó)廣東核電集團(tuán)有限公司, 中廣核工程有限公司