一种管壳式换热器的折流元件及其工作方法与流程

本发明涉及流体换热技术领域，尤其涉及一种管壳式换热器的折流元件及其工作方法。

背景技术：

传统的管壳式换热器通常采用直管换热管和弓形折流板配合，存在换热效率不高，换热器内污垢沉积快、污垢难清理等问题。近年来，出现了波纹管和整圆形孔板的配合形式，但波纹管与折流板之间容易发生磨损，安装时需加设管套，增加成本；另外，整圆形孔板与波纹管配合的结构，容易造成管程结构不稳定，流体不易达到湍流，换热效果不好。

技术实现要素：

本发明提供了一种管壳式换热器的折流元件及其工作方法，采用方孔挡板，并在其上的方形通孔中设套管固定板用于固定波纹管，能够有效提高换热器壳程的换热效果，增强流体的湍流度，减少换热器的振动，解决波纹管束与折流板之间的磨损问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种管壳式换热器的折流元件，包括方孔挡板和套管固定板；所述方孔挡板沿横向设置在管壳式换热器的壳体中，用于固定波纹管；方孔挡板是与壳体内径相配合的圆形孔板，其上均匀分布多个方形通孔；套管固定板嵌于方形通孔中，内侧与波纹管的波峰段相切。

所述套管固定板为与方形通孔相配合的方框形结构，方框形结构的其中一个直角两侧分别切除1/4边长。

所述套管固定板嵌在形通孔中，与方形挡板焊接固定。

所述套管固定板的厚度为1～2倍波纹管波距。

所述一种管壳式换热器的折流元件的工作方法，管壳式换热器中横向设置多个方孔挡板，纵向设置由多个波纹管组成的换热管束；波纹管的波峰段通过套管固定板与方孔挡板固定；波纹管由光滑直管制成，中间为多个交替连接的波峰段和波谷段，两端通过直管段与管板连接；换热时，壳程流体横向流过方孔挡板和套管固定板，能够去除流动死区；然后从套管固定板与波纹管的缝隙中加速流出，与相邻波纹管撞击，增强流体的湍流效果，打破壳体内壁上的流体边界层，提高整体传热效果；同时避免了流体直接撞击壳体，减小管壳式换热器的振动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)采用方孔挡板，能够避免流体直接撞击壳体，有效减小壳程阻力，去除流动死区，管壳式换热器不易产生污垢和振动；

2)套管固定板为缺角的方框形结构，其固定在方孔挡板的方形通孔中，使管程结构更加稳定，并构成壳程扰流元件，增强流体流动的不规则性，增加流体的流通速率，提高壳程侧的表面传热系数；

3)套管固定板的内侧与波纹管波峰段相切，用于固定波纹管，使波纹管与方孔挡板可以无损配合，降低波纹管的磨损，简化了波纹管的安装，提高了管程结构的稳定性；

4)壳程流体从波纹管与套管固定板的缝隙加速流出，与相邻波纹管产生撞击，破坏了管壁上的流体边界层，提高整体的传热效果。

附图说明

图1是本发明所述一种管壳式换热器的折流元件的结构示意图。

图2是本发明所述波纹管的结构示意图。

图3是本发明所述套管固定板的结构示意图。

图中：1.方孔挡板11.方形通孔2.套管固定板3.波纹管31.直管段32.波峰段33.波谷段

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述一种管壳式换热器的折流元件，包括方孔挡板1和套管固定板2；所述方孔挡板1沿横向设置在管壳式换热器的壳体中，用于固定波纹管3；方孔挡板1是与壳体内径相配合的圆形孔板，其上均匀分布多个方形通孔11；套管固定板2嵌于方形通孔11中，内侧与波纹管3的波峰段相切。

如图3所示，所述套管固定板2为与方形通孔11相配合的方框形结构，方框形结构的其中一个直角两侧分别切除1/4边长。

所述套管固定板2嵌在形通孔11中，与方形挡板1焊接固定。

所述套管固定板2的厚度为1～2倍波纹管3波距。

所述一种管壳式换热器的折流元件的工作方法，管壳式换热器中横向设置多个方孔挡板1，纵向设置由多个波纹管3组成的换热管束；波纹管3的波峰段32通过套管固定板2与方孔挡板1固定；如图2所示，波纹管3由光滑直管制成，中间为多个交替连接的波峰段32和波谷段33，两端通过直管段31与管板连接；换热时，壳程流体横向流过方孔挡板1和套管固定板2，能够去除流动死区；然后从套管固定板2与波纹管3的缝隙中加速流出，与相邻波纹管3撞击，增强流体的湍流效果，打破壳体内壁上的流体边界层，提高整体传热效果；同时避免了流体直接撞击壳体，减小管壳式换热器的振动。

本发明中，套管固定板2嵌于方形通孔11中时，其缺角部分均朝向同一侧。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种管壳式换热器的折流元件及其工作方法，所述管壳式换热器的折流元件，包括方孔挡板和套管固定板；所述方孔挡板沿横向设置在管壳式换热器的壳体中，用于固定波纹管；方孔挡板是与壳体内径相配合的圆形孔板，其上均匀分布多个方形通孔；套管固定板嵌于方形通孔中，内侧与波纹管的波峰部分相切。本发明采用方孔挡板，并在其上的方形通孔中设套管固定板用于固定波纹管，能够有效提高换热器壳程的换热效果，增强流体的湍流度，减少换热器的振动，解决波纹管束与折流板之间的磨损问题。

技术研发人员：曲斌;段有龙;于涛
受保护的技术使用者：中冶焦耐（大连）工程技术有限公司
技术研发日：2017.08.11
技术公布日：2017.10.17