专利名称：花瓣孔板纵流式换热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型纵流式换热器及其管束支撑——花瓣孔板，该花瓣孔板既可支 撑换热管束又具有扰流作用，所组成的换热器可有效提高传热效率，并降低壳程压降， 减少动力消耗，可广泛应用于化工、炼油、轻工、能源和动力等热量交换场合。
背景技术：
在过程工业中，换热器是保证工业系统正常运行、工艺介质温度合理、节约能源及 回收余热(或废热)的关键设备，并且在金属消耗、动力消耗和投资方面在整个工程中 占有较大份额。据统计，在一般石油化工企业中，换热器的投资占全部投资的40 50%; 在热电厂中，如果把锅炉也作为换热设备，换热器的投资约占整个电厂总投资的70%; 在制冷机中，蒸发器的质量要占制冷机总质量的30 40%，其动力消耗约占总值的20 30%。由此可见，换热器的合理设计和良好运行对企业节约资金、能源和空间都十分重 要，提高换热器传热性能并减小其体积、减少投资，在能源日趋短缺的今天更具有明显 的经济效益和社会效益。
在种类繁多、结构各异的换热器中，管壳式换热器以其高度的可靠性和广泛的适用 性、选材广、成本低等优点，以及在长期使用中积累的丰富经验，而在石油、化工、轻 工、能源、动力、医药和食品等行业广泛应用。随着强化传热技术的发展，管壳式换热 器的综合性能不断提高。传统的管壳式换热器采用光滑圆管和单弓型折流板结构，流体 在壳程做垂直于管轴向的横向流动，存在较大的传热死区，使得换热器的整体传热效率 降低、流动阻力增大，并且在大雷诺数下常发生流体诱导振动而导致换热器失效。因此， 管壳式换热器壳程管束支撑结构及流体流动性能有待改进。
发明内容
为了提高壳程流体呈纵向流动的一类管壳式换热器的流体力学和传热综合性能，发明了一种新型纵流式管束支撑，如图1所示，图中小圆为换热管位置，两排管间为孔板 支撑条，孔板上在相邻四根管之间向上翘起的部分像两片花瓣，故称之为"花瓣孔板"。 本发明具有折流杆换热器中折流杆对管束的良好支撑功能及流通面积较大的优点，以及 整圆形孔板换热器中孔板阻挡无效泄漏流的功能及开孔度对壳程流体流速的调节作用。 新型花瓣孔板的结构仍然以整圆形板为基础，钻出管孔后，沿同一方向将相邻管间的孔 桥切开，并向一侧冲压成花瓣状，'使流体在管间呈纵向流动，并冲刷孔板支撑条上的花 瓣，花瓣使流体湍动加剧并冲刷管束，两块花瓣孔板为一组纵横交错布置，靠两块孔板 上的支撑条即可实现对换热管全方位约束。
花瓣孔板结构简单、加工方便，孔板花瓣的导流和扰流作用加剧流体湍流，孔板周 边未开孔部分的阻挡作用减少了对传热无效的泄漏流，促使流体沿着管周围孔隙直接冲 刷管壁换热面，从而有效地强化较低雷诺数下流体的对流传热，并产生良好的防垢和除 垢功能，两块花瓣孔板的纵横交错布置对换热管束实现了全方位支撑，具有良好的防振 和抗振功能。
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图1是纵流式换热器的花瓣孔板三维结构图，由孔板支撑条3、花瓣l和孔板周缘 2三部分组成。花瓣孔板整体结构为整圆形，图中的小圆表示换热管位置，两排管间为 孔板支撑条，孔板上在相邻四根管之间向上翘起的部分像两片花瓣，是流体流动的扰流 子。在花瓣孔板纵流式换热器中，花瓣孔板既要支撑管束，又对流体产生扰流作用，因 而花瓣孔板是决定换热器壳程对流传热性能的关键部件。"花瓣孔板"为整体结构，加 工过程不需要焊接，因而结构坚固可靠。
具体实施例方式
花瓣孔板的结构加工仍然以整.圆形板为基础，钻出管孔后，沿同一方向将相邻管间 的孔桥切开并向一侧冲压成花瓣状，使流体在管间呈纵向流动，并冲刷孔板支撑条上的 花瓣，安装时两块花瓣孔板为一组纵横交错布置，靠两块孔板上的支撑条来实现对换热 管的全方位约束。
权利要求
1、一种以花瓣孔板为管束支撑的纵流式换热器，其特征是由壳体、封头、传热管束、花瓣孔板支撑等组成，其中花瓣孔板为整圆形板，由同一方向排列的支持条和花瓣构成，其能促使流体在换热管间呈纵向流动，并冲刷孔板支撑条上的花瓣，其中孔板间距、花瓣与孔板平面的夹角是决定换热器壳程流体性能的关键结构参数，孔板周缘部分能阻挡对传热无效的泄漏流，由该花瓣孔板支撑管束构成的纵流式换热器中，相邻的两块花瓣孔板为一组，并按纵横交错方式布置，靠两块孔板上的支撑条来实现对换热管束的全方位支撑。
全文摘要
本发明涉及一种以花瓣孔板为管束支撑的纵流式换热器，包括壳体、封头、传热管束、花瓣孔板支撑、拉管和定距管、壳程进出口管、管程进出口管等，其中花瓣孔板如附图1是整圆形板，由同一方向排列的支持条和花瓣构成，是该换热器的关键构件，靠两块花瓣孔板上纵横交错布置的支撑条来实现对换热管束全方位的支撑，使整个管束具有良好的防振和抗振能力，在花瓣孔板的作用下，换热器壳程流体沿管轴线向呈纵向流动，孔板花瓣的导流和扰流作用可加剧流体湍流，从而有效地强化对流传热，并产生良好的防垢和除垢功能，孔板周缘的阻挡作用减少了对传热无效的泄漏流，本发明可广泛用于纵流式的立式和卧式管壳式换热器、管壳式冷凝器等换热设备。
文档编号F28D7/10GK101551206SQ200810231359
公开日2009年10月7日 申请日期2008年12月15日 优先权日2008年12月15日
发明者吴金星, 朱登亮, 王海峰, 魏新利 申请人:郑州大学