优选例如为P/D = 2.5，如图2和图3所示。
[0025]如常规的换热器一样，如图la、lb所示，本发明的换热器在入口管箱2的顶部设置有入口管嘴1，在出口管箱7的底部设置有出口管嘴8。当然这样的顶部、底部也是按照换热流体的流动方向来说的，实际设置位置均在入口管箱和出口管箱的半球形封头上；这样的设置方式是本领域的常规方式，本发明并不试图对其进行改动，只是借助这两个部件来确定定位，对传热管束的倾斜方式进行描述
[0026]具体的，对于入口收缩区，在如图1a所示的主视图中，亦即是在入口管箱的入口管嘴I位于左上侧且出口管箱的出口管嘴8位于右下侧所决定的视图中，最上部的换热管基本水平向右，即和入口管板3的夹角基本为90度，而位于下部的换热管从上到下和入口管板3的夹角(如无特殊说明，按照本领域通常含义，这里的夹角指形成的锐角)依次减小，即从上到下换热管越来越倾斜；但是在图1b所示的顶视图中，亦即在入口管箱的入口管嘴I位于正面且出口管箱的出口管8嘴位于背面所决定的视图中，最中间的换热管基本水平向右，即和入口管板的夹角基本为90度，而位于最中间换热管上下两侧的其他换热管基本对称设置，且从中间到上下两侧和入口管板的夹角依次减小，即从中间到上下两侧换热管越来越倾斜。
[0027]整个换热器是旋转对称的。因此类似的，对于出口收缩区，在如图1a所示的主视图中，亦即是在入口管箱的入口管嘴I位于左上侧且出口管箱的出口管嘴8位于右下侧所决定的视图中，最下部的换热管基本水平向右，即和出口管板6的夹角基本为90度，而位于上侧的换热管从下到上和出口管板6的夹角依次减小，即自下向上传热管越来越倾斜；但是在图1b所示的顶视图中，亦即在入口管箱的入口管嘴I位于正面且出口管箱的出口管8嘴位于背面所决定的视图中，最中间的换热管基本水平向右，即和出口管板6的夹角基本为90度，而位于其上下两侧的换热管基本对称设置，且以从中间到上下两侧和出口管板6的夹角依次减小的形式在上下两侧倾斜，即从中间到上下两侧换热管越来越倾斜。
[0028]通过这样的倾斜设置，这样从入口管嘴到出口管嘴，依次经过入口管箱、进口收缩区管束、换热区管束、出口收缩区管束、出口管箱，流体流道一直向下倾斜，便于自然循环的进行，并且管侧自然循环工况时换热器内不会存留气体，不会使自然循环停滞。
[0029]优选的，本发明中传热管从入口收缩区到换热区的过渡通过弯头或弯管实现?’类似的，换热区到出口收缩区的过渡通过也可以通过弯头或弯管实现。而设置在这些位置的Λ 口支撑板和出口支撑板起到了定位、固定和支承的作用。
[0030]为进一步提高固定效果，在换热区的传热管束间还可以设置有至少2个支撑板。例如图la、lb所示的3个。支撑板可为一整体，也可有条状支撑板焊接而成。
[0031]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种用于自然循环系统的低流阻换热器，包括入口管箱(2)、入口管板(3)、传热管束、入口支撑板、出口支撑板、出口管板(6)和出口管箱(7);其特征在于:所述传热管束分为入口收缩区、换热区和出口收缩区；所述入口管箱和所述传热管束之间通过所述入口管板连接，所述出口管箱和所述传热管束之间通过所述出口管板连接，所述入口收缩区和换热区之间设置有入口支撑板，所述换热区和出口收缩区之间设置有出口支撑板；该换热器是无壳式换热器，在传热管束外没有承压管壳；所述传热管束中的传热管(4)使用小管径管子。2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于:所述传热管的管径小于等于10_。3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于:在入口收缩区传热管束向下倾斜，每两根相邻传热管之间的间距在入口收缩区内从所述入口管板到入口支撑板逐渐线性增加；在出口收缩区传热管束向下倾斜，在每两根相邻传热管之间的间距在出口收缩区内从所述出口支撑板到所述出口管板逐渐线性减小；而在所述换热区，传热管束水平设置且相互平行设置，横向管间距和纵向管间距均大于2倍的传热管的管径。4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于:在所述入口管箱的顶部设置有入口管嘴，在所述出口管箱的底部设置有出口管嘴。5.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于:所述在入口收缩区传热管束向下倾斜是:在入口管箱的入口管嘴位于左上侧且出口管箱的出口管嘴位于右下侧所决定的视图中，最上部的换热管基本水平向右，即和入口管板的夹角基本为90度，而其下侧的换热管以从上到下和入口管板的夹角依次减小的形式倾斜；在入口管箱的入口管嘴位于正面且出口管箱的出口管嘴位于背面所决定的视图中，最中间的换热管基本水平向右，即和入口管板的夹角基本为90度，而其上下两侧的换热管基本对称设置，且以从中间到上下两侧和入口管板的夹角依次减小的形式在上下两侧倾斜。6.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于:所述在出口收缩区传热管束向下倾斜是:在入口管箱的入口管嘴位于左上侧且出口管箱的出口管嘴位于右下侧所决定的视图中，最下部的换热管基本水平向右，即和出口管板的夹角基本为90度，而其上侧的换热管以从下到上和出口管板的夹角依次减小的形式倾斜；在入口管箱的入口管嘴位于正面且出口管箱的出口管嘴位于背面所决定的视图中，最中间的换热管基本水平向右，即和出口管板的夹角基本为90度，而其上下两侧的换热管基本对称设置，且以从中间到上下两侧和出口管板的夹角依次减小的形式在上下两侧倾斜。7.根据权利要求5或6所述的换热器，其特征在于:在所述入口管板和出口管板处，传热管束的横向管间距和纵向管间距均大于1.25倍的传热管的管径。8.根据权利要求5或6所述的换热器，其特征在于:在所述换热区，传热管束的横向管间距和纵向管间距均等于4倍的传热管的管径；而在所述入口管板和出口管板处，传热管束的横向管间距和纵向管间距均等于2.5倍的传热管的管径。9.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于:从入口收缩区到换热区的过渡通过弯头或弯管实现；和/或从换热区到出口收缩区的过渡通过弯头或弯管实现。10.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于:在换热区的传热管束间还设置有至少2个支撑板。
【专利摘要】本发明涉及一种用于自然循环系统的低流阻换热器，包括入口管箱(2)、入口管板(3)、传热管束、入口支撑板、出口支撑板、出口管板(6)和出口管箱(7)；所述传热管束分为入口收缩区、换热区和出口收缩区；该换热器是无壳式换热器；所述传热管束中的传热管(4)使用小管径管子；在入口收缩区和出口收缩区传热管束均向下倾斜，换热区传热管束基本水平设置，从而达到管程没有局部高点，不存气，低流动阻力，结构紧凑。
【IPC分类】F28D7/00
【公开号】CN105222617
【申请号】CN201510626882
【发明人】吴莘馨, 李晓伟, 王晓欣, 宋宇
【申请人】清华大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月28日