一種逆流型螺旋折流板u型管束換熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種U型管束換熱器，尤其是一種逆流型螺旋折流板U型管束換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]U型管束換熱器是高溫高壓換熱器的主要形式。例如采用U型管束的給水加熱器是發(fā)電廠系統(tǒng)的重要設(shè)備，特別是高壓加熱器除了蒸汽凝結(jié)段，還帶有內(nèi)置式過熱蒸汽冷卻段和疏水冷卻段，由于給水加熱器中的蒸汽冷卻段和疏水冷卻段分別位于U型管束的進(jìn)出口段，因此必須進(jìn)行逆流換熱。目前所采用的結(jié)構(gòu)大多是弓形折流板通道，存在有流動死區(qū)，傳熱系數(shù)較低，阻力損失較大且容易誘導(dǎo)振動和結(jié)垢等缺陷。由于上述蒸汽冷卻段和疏水冷卻段的區(qū)域都是半圓柱形的，因而普通的以圓柱形空間展開的螺旋折流板換熱器的結(jié)構(gòu)無法應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有的螺旋折流板換熱器都是布置在圓柱形空間內(nèi)的，圍繞圓柱形的軸線展開螺旋流動，但對于逆流型U型管束換熱器需要將其分成兩個半圓柱形，分別圍繞U型管束的兩組直管段管腿展開流動傳熱。鑒于弓形折流板存在的缺陷，欲在半圓柱形內(nèi)布置螺旋折流板，必須摒棄關(guān)于螺旋流動的傳統(tǒng)思維模式。
[0004]針對逆流U型管束，有人提出了一種馬蹄形連續(xù)螺旋折流板U型管式換熱器，其思路是將U型管束的兩組直管段管腿分別設(shè)置在兩個圓柱形的筒體內(nèi)，采用連續(xù)螺旋折流板對殼側(cè)流體強(qiáng)化傳熱，然后用與筒體相同直徑的彎管將兩個筒體連接起來。但是該發(fā)明卻忽略了如何實現(xiàn)穿管的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)逆流型傳熱的螺旋折流板U型管束換熱器。
[0006]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種逆流型螺旋折流板U型管束換熱器，由U型管束芯體、帶有法蘭的殼體和水室組成；所述殼體上靠近法蘭一端的上、下半個筒體上分別布置殼側(cè)流體的進(jìn)口和殼側(cè)流體的出口，所述水室內(nèi)分隔成上、下兩個空間，所述水室的封頭上分別布置管側(cè)流體的出口和管側(cè)流體的進(jìn)口 ；所述U型管束芯體由U型管束、螺旋折流板組件、管板、拉桿套管組件、縱向分隔板組成；所述縱向分隔板長度方向的一端與管板相接，另一端貼近U型管束彎管段，其寬度方向的兩條邊上均設(shè)有密封條，與殼體的內(nèi)壁相接，所述縱向分隔板可將殼體的內(nèi)部分隔成上下兩個半圓柱形空間，所述上下兩個半圓柱形空間在U型管束的彎管端相通；
[0008]其特征在于，所述螺旋折流板組件由一組圓缺狀折流板和一組圓弧端條狀折流板組成；兩組折流板上下排列，且圓缺狀折流板和圓弧端條狀折流板間隔排列，圓弧端條狀折流板的寬度和圓缺狀折流板的圓缺高均為二分之一折流板投影圓半徑減去二分之一縱向分隔板厚度再加上二分之一管排間距，使兩者包含一排管子的重疊區(qū)；在上半圓柱形空間布置時，圓缺狀折流板在上，圓弧端條狀折流板在下；反之，在下半圓柱形空間布置時，圓缺狀折流板在下，圓弧端條狀折流板在上；所述圓缺狀折流板為平板，其工作狀態(tài)的板面垂直于換熱器的軸線，其表面分布的管孔均與板面垂直；所述圓弧端條狀折流板分成三部分，中部為傾斜段，其工作狀態(tài)的板面法線與換熱器軸線的夾角為折流板的傾斜角，其表面分布的管孔與板面亦有相同的傾斜角，其左右兩端分別為左折平段和右折平段，兩者的板面垂直于換熱器的軸線，其表面分布的管孔均與板面垂直；所述圓弧端條狀折流板的三段通過折彎方法形成；所述螺旋折流板組件由拉桿套管組件與管板連接固定成一體；u型管束每根U型管的兩條管腿都分別穿過上下兩組螺旋折流板組件和管板的對應(yīng)管孔；由此可形成逆流型螺旋折流板U型管束換熱器中分別圍繞上下兩個半圓柱形空間布置的螺旋通道。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0010]1、本發(fā)明將U型管束的兩組直管段分別采用一組圓缺狀折流板和一組圓弧端條狀折流板構(gòu)成使流體圍繞其在半圓柱形空間布置的直管段管束進(jìn)行螺旋流動的通道；上述兩組折流板的相鄰兩塊圓弧端條狀折流板的中部傾斜段構(gòu)成截面積基本不變的傾斜流動通道，相鄰兩塊圓缺狀折流板的中部構(gòu)成垂直于管束流動部分的主要通道，而其兩端分別與相鄰兩塊圓弧端條狀折流板的折平段貼合構(gòu)成垂直于管束流動部分的轉(zhuǎn)向過渡通道；由此流體可以在上述通道中實現(xiàn)一種類似盤旋狀上下樓梯的擬螺旋流動，從而可通過在半圓柱形空間區(qū)域布置上述螺旋折流板通道，實現(xiàn)在U型管束換熱器中螺旋流動逆流傳熱的任務(wù)。本發(fā)明采用在螺旋折流板換熱器中被證明行之有效的周向重疊技術(shù)來處理上述兩塊不同形狀的折流板的連接，使圓缺狀折流板和圓弧端條狀折流板在相鄰處重疊穿過一排管子，便于折流板的安裝固定，重疊區(qū)的拉桿套管組件可同時壓緊圓缺狀折流板和圓弧端條狀折流板，重疊區(qū)布置的一排管子有利于抑制逆向泄漏等負(fù)面影響。本發(fā)明既克服了普通螺旋折流板結(jié)構(gòu)(包括四分、三分和連續(xù)螺旋折流板換熱器)只能布置在圓柱形空間內(nèi)的局限，又可避免傳統(tǒng)弓形折流板通道中有流動死區(qū)、因流動方向不斷變化而流動阻力較大、缺口處支撐距離為2倍，易誘導(dǎo)振動和結(jié)垢等弊病，而發(fā)揮螺旋折流板通道傳熱系數(shù)高、流動阻力小等優(yōu)點。
[0011]2、本發(fā)明結(jié)構(gòu)將可以通過設(shè)計合理的傾斜角度或螺距，在較小的流動阻力下來實現(xiàn)強(qiáng)化傳熱。尤其是對于電廠高壓給水加熱器來說，由于蒸汽冷卻段和疏水冷卻段都是單相傳熱過程，殼側(cè)換熱系數(shù)與流動雷諾數(shù)相關(guān)，既希望強(qiáng)化傳熱，又不能造成較大流動阻力。因為過熱蒸汽冷卻段的阻力大了就會降低凝結(jié)段相變溫度，使高壓給水加熱器傳熱溫差減小和使得電廠機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性變差；疏水冷卻段則由于其容積流量相對較小卻必須走殼側(cè)通道，因而在傳統(tǒng)方案中對其強(qiáng)化傳熱相對比較困難。
[0012]3、本發(fā)明方案的制造工藝與其他螺旋折流板相比亦較簡單，將較困難的傾斜折流板的制造集中到一組圓弧端條狀折流板上，而圓缺狀折流板采用制造較方便的平板。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明實施例逆流型螺旋折流板U型管束換熱器的示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明實施例的上半圓柱形空間螺旋折流板與管束布置的示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明實施例的下半圓柱形空間螺旋折流板與管束布置的示意圖；
[0016]圖4是本發(fā)明實施例的圓缺狀折流板折流板不意圖；
[0017]圖5是本發(fā)明實施例的圓弧端條狀折流板示意圖。
【具體實施方式】
[0018]