一种管壳式换热器及其折流板组件的制作方法

本实用新型涉及换热器技术领域，特别是涉及一种管壳式换热器及其折流板组件。

背景技术：

管壳式换热器是石油化工行业常用的换热设备，折流板是管壳式换热器的关键部件，折流板除起到支撑换热管管束的作用外，还可以分隔壳程空间，使流体在壳程内流动时受到阻挡，增加湍流程度，使换热器壳程流体流动产生期望的流形和流速，从而提高传热系数。但其代价是流通面积和流速周期性变化，并在折流板后形成涡流，产生压力损失，所以选择恰当的折流板型式、折流板间距和折流板切割率对经济传热系数的获得至关重要。

传统的管壳式换热器的壳程折流支撑结构大多采用弓形折流板，如图1所示，这种折流板所引起的压力损失较大，同时存在流动死区，降低了换热器的传热效率，因此实用性大大降低。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种管壳式换热器及其折流板组件，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型第一方面提供一种管壳式换热器用折流板组件，所述管壳式换热器用折流板组件至少包括沿换热管走向设置的第一圆环折流板、第二圆环折流板、圆盘折流板。

所述折流板可以设置一组，也可以设置多组。设置多组时，与管板相邻的折流板可以是第一圆环折流板、第二圆环折流板、圆盘折流板中的任意一种。

所述折流板的设置顺序为从壳程流体进口端管板开始，依次设置为第一圆环折流板、第二圆环折流板、圆盘折流板。

所述第一圆环折流板为圆环形板，板上设置有用于穿过换热管的板孔，板孔以外部分为实心。第一圆环折流板外圆直径与换热器壳体内径相同，第一圆环折流板内圆面积为壳程流体流通面积的1/3。

所述第二圆环折流板为圆环形板，板上设置有用于穿过换热管的板孔，板孔以外部分为实心。外圆直径小于第一圆环折流板外圆直径，内圆直径小于第一圆环折流板的内圆直径。

所述圆盘折流板为圆盘形板，板上设置有板孔，其他部分为实心。直径大于第二圆环折流板的内圆直径。

所述折流板上板孔的直径与换热管的直径相同，供换热管穿过。

本实用新型第二方面提供一种管壳式换热器，所述管壳式换热器的壳体内，沿换热管走向设置至少一组折流板组件。

优选的，所述折流板组件垂直设置于换热管上。

优选的，每组内所述折流板的设置顺序为从壳程流体进口端管板开始，依次设置为第一圆环折流板、第二圆环折流板、圆盘折流板。

优选的，每片折流板在换热管上等间距设置。

所述第一片折流板或最后一片折流板与管板之间的距离和每两片折流板之间相等或不等。

如上所述，本实用新型的管壳式换热器及其折流板组件，具有以下有益效果：减少壳程流体与换热管垂直横流成分，使之变为与换热管平行的纵向流动，尽可能地消除折流板后的流动死区和传热死区。死区的减少可使传热效率大幅提高，纵向流动由于流阻小，又不会引发换热管振动，因此可以提高壳程流速，提高换热器的换热效率。

附图说明

图1显示为现有技术中的管壳式换热器弓形折流板及流体流动方向示意图；

图2显示为本实用新型管壳式换热器折流板组件示意图；

图3显示为本实用新型管壳式换热器流体流动方向示意图。

图4显示为本实用新型管优选实施方式的壳式换热器示意图。

元件标号说明

1第一圆环折流板

2第二圆环折流板

3圆盘折流板

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图2至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实用新型实施例第一方面提供一种管壳式换热器用折流板组件，所述管壳式换热器用折流板组件至少包括沿换热管走向设置的第一圆环折流板1、第二圆环折流板2、圆盘折流板3；

如图2所示，所述第一圆环折流板1为圆环形板，板上设置有用于穿过换热管的板孔，板孔以外部分为实心。第一圆环折流板外圆直径与换热器壳体内径相同，保证第一圆环折流板1与换热器壳体之间空隙较小，使得流入壳程流体仅由第一圆环折流板1的圆环中通过。第一圆环折流板内圆直径应满足可以保证经内圆流通的流体流通面积为壳程流体流通面面积的1/3。

所述第二圆环折流板2为圆环形板，板上设置有用于穿过换热管的板孔，板孔以外部分为实心。第二圆环折流板2外圆直径小于第一圆环折流板1外圆直径，内圆直径小于第一圆环折流板1的内圆直径，使流经第一圆环折流板1的流体可以同时经过第二圆环折流板2与壳体间的间隙和第二圆环折流板2的圆环。

所述圆盘折流板3为圆盘形板，板上设置有板孔，其他部分为实心。圆盘折流板3直径大于第二圆环折流板2的内圆直径，使全部流体从圆盘形板3与壳体之间的间隙通过。

以上折流板直径大小的交错设置方式，壳程流体从中心向四周扩散或从四周向中心汇聚，可以保证壳程流体达到湍流状态，减少流动死区，大幅提高传热效率。

在如图3所示的较佳实施例中，壳程流体在折流板组件的作用下，流体只能从第一圆环折流板1的空心内圆、第二圆环折流板2的空心内圆和外圆与壳程的间隙、圆盘折流板3与壳程的间隙在壳程作径向流动，流经每一根换热管，与管程流体形成错流。

本实用新型第二方面提供一种管壳式换热器，所述管壳式换热器的壳体内，沿换热管走向设置至少一组所述折流板组件。

所述折流板可以设置一组，也可以设置多组。设置多组时，当由于所述换热管的长度限制，与管板相邻的折流板可以是第一圆环折流板1、第二圆环折流板2、圆盘折流板3中的任意一种。

每组内所述折流板的设置顺序可以是任意设置无固定顺序，优选的，所述折流板的设置顺序为从壳程流体进口端管板开始，平行于管板依次设置第一圆环折流板1、第二圆环折流板2、圆盘折流板3，这样设置可以保证壳程流体达到湍流状态。

所述折流板上板孔的直径与换热管的直径相同，第一圆环折流板1、第二圆环折流板2、圆盘折流板3的板孔位置一一对应，供换热管穿过。相邻板孔之间的距离至少为板孔外径的1.25倍。优选的，板孔中心位于以管板中心为圆心、不同直径的同心圆上，且各同心圆上的板孔在圆周方向上均匀分布。第一圆环折流板1和第二圆环折流板2的空心圆环部分不设置板孔。

每片折流板固定设置在换热管上，保证换热器工作时折流板位置不发生滑动。折流板之间靠拉杆来固定支撑。

每片折流板在换热管上等间距设置，具体板间距根据实际设计要求进行调整，在一较佳实施例中相邻折流板之间的距离至少为壳体内径的1/5。

所述第一片折流板或最后一片折流板与管板之间的距离和每两片折流板之间相等或不等，优选的，和每两片折流板之间相等。

所述换热管有多根，各换热管沿壳体轴向平行设置，各换热管穿过各折流板及两端的管板上的板孔与两端管箱相通。

在如图4所示的较佳实施例中，管壳式换热器壳体内设置2组折流板，壳程流体从进口进入，在折流板的作用下，流体只能从第一圆环折流板1的空心内圆、第二圆环折流板2的空心内圆和外圆与壳程的间隙、圆盘折流板3与壳程的间隙在壳程作径向流动，流经每一根换热管，与管程流体形成错流，最后经出口排出。

综上所述，本实用新型提供的管壳式换热器及其折流板组件减少壳程流体与换热管垂直横流成分，使之变为与换热管平行的纵向流动，尽可能地消除折流板后的流动死区和传热死区。死区的减少可使传热效率大幅提高，纵向流动由于流阻小，又不会引发换热管振动，因此可以提高壳程流速，提高换热器的换热效率。有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。