专利名称：立式螺旋折流板冷凝器的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及一种冷凝器，具体说是一种立式螺旋折流板冷凝器。
二背景技术：
冷凝器是石油化工、化工和冶金、电力等工业应用比较普遍的气、液热交换设备。常规的冷凝器通常采用弓形折流板结构，压降较大且存在滞流区域，能耗大且传热效果不佳。此外，当气流以较大的速度冲击管束时，不可避免地会引起管子的震动，造成冷凝管与管板焊接处的断裂。
冷凝器与其它换热器不同的是整个换热过程始终伴随着热介质蒸气的冷凝。当饱和蒸气与温度较低的换热管管壁接触时，蒸气放出潜热，并在管壁外冷凝成液体。蒸气冷凝分为膜状冷凝和滴状冷凝两种方式，工业上涉及的大多是膜状冷凝。
所谓膜状冷凝即冷凝液润湿管壁后，在壁面上形成一层完整的液膜。后续蒸气冷凝只能在液膜的表面进行，也就是说蒸气冷凝放出的潜热，须通过液膜才能传给冷壁面。由于液膜的给热系数相对蒸气冷凝的给热系数要小得多，热阻相对较大，因此管壁外这层液膜就成了冷凝换热的主要热阻。在常规水平列管式冷凝器中，冷凝液从上面各排流到下面各排时，液膜都会逐渐增厚，下面管子的传热状况要受到很大影响，而且愈到下排影响愈为严重。若将常规的列管式冷凝器改为立式，因常规的弓形折流板呈水平状，冷凝液流经路途较长且无疏液措施，液膜也会逐渐增厚，同样会严重影响传热效果。正因为如此，目前所有高效冷凝器的开发都无一例外地围绕着减薄液膜的厚度进行。例如采用光滑管、表面镀膜、高温喷涂金属材料等。但上述方法或因效果不够明显，或因工艺复杂、成本较高，工业应用并不普遍。因此，开发一种高效冷凝设备就成了当务之急。
三
发明内容
本实用新型涉及一种用于膜状冷凝的立式螺旋折流板冷凝器。由壳体、固定管板、冷凝管、螺旋折流板、阻流板、定距管等部件构成。该冷凝器采用立式结构，其特征是折流板采用螺旋折流板，在每块螺旋折流板板面上开有多个半圆形疏液孔。疏液孔开口在靠近壳体内壁螺旋折流板的外沿处。冷凝液靠重力自上而下从冷凝管表面流下的同时，还受到螺旋状流动蒸气的推动，在重力和离心力的双重作用下，及时顺畅地从疏液孔中逐级流下，减薄了作为冷凝过程控制热阻的液膜的厚度，使冷凝传热系数得到大幅度的提高。
立式螺旋折流板冷凝器是一种很有应用前景的新型列管式换热器。流体在壳程呈螺旋状流动，消除了传统弓形折流板换热器存在的传热死区，较大幅度地降低了压降，提高了传热效率。蒸气的螺旋状流动，避免了以往弓形折流板换热器中流体横向冲击管束时所产生的震动。由于螺旋运动可以分解为圆周运动和轴向运动，蒸气冷凝后形成的液膜实际上还受到蒸气一种向下的推动力，而且气速愈大，这种推动力就愈大。在这种推动力和重力的双重作用下，管壁上流动的液体很快抵达换热管与螺旋折流板板面的交汇处，接着在离心力的作用下，被快速地甩向带有一定下倾角度的螺旋折流板的外沿，顺板面上的疏液孔逐级流下，从而最大限度地抑制了液膜生成的速度，使冷凝传热膜系数大大增加，提高了冷凝传热速率。
四
图1为立式螺旋折流板冷凝器结构示意图。
图2为螺旋折流板疏液孔结构示意图。
五具体实施方式
由图1、图2可以看出，本实用新型主要由壳体(1)、固定管板(2)、冷凝管(3)、螺旋折流板(4)、阻流板(5)、定距管(6)等部件构成。在壳体上设有蒸气入口(7)、不凝气出口(8)、液相入口(9)、液相出口(10)以及冷凝液出口(11)、排净口(12)等。螺旋折流板(4)与阻流板(5)顶角搭接组成螺旋主体。螺旋折流板(4)靠定距管(6)固定，冷凝管(3)从螺旋折流板(4)一一穿过，螺旋折流板(4)与固定管板(2)一同作为冷凝管束的支撑。
螺旋折流板(4)可通过胎具一次加工而成，若干块折流板可分组同时进行钻孔。从强化传热和降低加工成本综合考虑，每组螺旋的折流板数目应在2～6之间，通常以4为佳。
每块螺旋折流板(4)上疏液孔的数目为3～5个，形状为半圆形，疏液孔(13)的大小和具体数目视工艺条件而定。
蒸气应选择与液膜同向流动，即自上而下方向流动。此时蒸气和液膜之间的摩擦力使液流加速，液膜减薄，冷凝传热系数增大。
权利要求1.一种用于膜状冷凝的立式螺旋折流板冷凝器，由壳体(1)、固定管板(2)、冷凝管(3)、螺旋折流板(4)、阻流板(5)、定距管(6)等部件构成，该冷凝器采用立式结构，其特征是折流板采用螺旋折流板，在每块螺旋折流板(4)板面上开有多个半圆形疏液孔(13)。
2.根据权利要求1所述的立式螺旋折流板冷凝器，其特征是疏液孔(13)开口在靠近壳体内壁螺旋折流板的外沿处。
3.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征是每块螺旋折流板板面上的疏液孔(13)数目为3～5个。
专利摘要一种用于膜状冷凝的立式螺旋折流板冷凝器，由壳体、固定管板、冷凝管、螺旋折流板、阻流板、定距管等部件组成。该冷凝器采用立式结构，折流板采用螺旋折流板，在每块螺旋折流板板面上开有多个半圆形疏液孔，疏液孔开口在靠近壳体内壁螺旋折流板的外沿处。冷凝液靠重力自上而下从冷凝管表面流下的同时，还受到螺旋状流动蒸气的推动，在重力和离心力的双重作用下，及时顺畅地从疏液孔中逐级流下，减薄了作为冷凝过程控制热阻的液膜的厚度，使冷凝传热系数得到大幅度的提高。本实用新型设计合理，不存在传热死区，阻力小且传热效率高，是一种较为理想的列管式冷凝器。
文档编号F28F9/22GK2833483SQ200520135908
公开日2006年11月1日 申请日期2005年11月14日 优先权日2005年10月24日
发明者陈世醒 申请人:辽宁石油化工大学