具有分布性出入口的管壳式换热器的制作方法

本实用新型涉及换热器领域，具体涉及一种具有分布性出入口的管壳式换热器。

背景技术：

壳管式换热器适用的操作温度与压力范围较大，制造成本低，清洗方便，处理量大，是工业过程热量传递中应用最为广泛的一种换热器。

传统壳管式换热器，一般换热管的外径为19 mm或25 mm，中心距为25 mm或32 mm，而在一些具有较小流量或特殊行业中，如在制冷行业，多采用较小管径的换热管，其外径多为7～10 mm左右，孔桥宽度低至3～4 mm，大大提高加工制造难度，而且因为焊缝间距较小，使焊缝热影响区相互影响，也会影响成品质量。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、实用性强、制备工艺简单、具有分布性出入口的管壳式换热器。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种具有分布性出入口的管壳式换热器，它包括壳体、换热管、管板、出口流体分布装置和入口流体分布装置，所述出、入口流体分布装置均包括管程接管、至少一个喇叭管，所述喇叭管的细端连接所述管程接管，所述管程接管穿过所述管板，所述喇叭管的放大端安装有放大封板，所述放大封板对应各所述换热管设有圆孔，各所述换热管安装在所述放大封板的圆孔内并连通所述喇叭管内部。

基于上述，所述入口流体分布装置的喇叭管内设有一均布若干孔的筛状结构，所述筛状结构的开口端朝向所述喇叭管的细端。

基于上述，所述孔为圆形、三角形或多边形。

基于上述具有分布性出入口的管壳式换热器，还包括分程出入口装置，所述分程出入口装置包括U形粗管，所述U形粗管的两端穿过换向封板，所述U形粗管的出口端安装有所述入口流体分布装置，所述U形粗管的入口端安装有所述出口流体分布装置。

基于上述，所述入口流体分布装置的管程接管内设有SK静态混合器或其他类型气液混合装置。

基于上述，所述入口流体分布装置的管程接管包括直管部和喇叭放大部，所述喇叭放大部的细端和所述直管部相连接，所述喇叭放大部的放大端安装有封板，所述封板对应各所述喇叭管的细端设有通孔，各所述喇叭管的细端安装在所述封板的通孔内并连通所述喇叭放大部内部。

基于上述，所述换热管为内螺纹管，其内壁设有正反螺旋交替循环的连续凸起或凹槽。

基于上述，所述壳体的壳程进出口处设置有导流筒。

基于上述，所述封板和所述放大封板为平板型、球形、椭圆形或其他凸起形状。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体地说，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型中具有分布性出入口的管壳式换热器包括出口流体分布装置和入口流体分布装置，所述出、入口流体分布装置均包括管程接管、至少一个喇叭管，所述喇叭管的细端连接所述管程接管，所述管程接管穿过管板，所述喇叭管的放大端安装有放大封板，所述放大封板对应各所述换热管设有圆孔，各所述换热管安装在所述放大封板的圆孔内并连通所述喇叭管内部，使各所述换热管间的中心间距较大，降低安装难度，还可以形成具有较小的压力空间，有利于降低热应力，增强连接可靠性和密封性能；同时省略掉管箱及其封头结构，有助于节省原材料，降低生产与制造成本。

2、所述具有分布性出入口的管壳式换热器还包括分程出入口装置，该分程出入口装置中的U形粗管一次成型制得，可以省去换热管的U形管部分，避免了加工中的弯管工艺，以及由于弯管造成管壁减薄发生泄漏的问题，方便在同一管程中设置不同管径换热管，降低管程压降。

3、所述入口流体分布装置的管程接管内设有混合装置，能使流体自身产生旋转，通过旋转方向的改变使流体混合，使流体以几乎相同的组分流体流入每根换热管；所述换热管为内螺纹管，其内壁设有正反螺旋交替循环的连续凸起或凹槽，强化管道内流体的混合。

4、所述壳体的壳程进出口处设置导流筒，可以防止进口处高速流体对管束的直接冲击，使得壳程流体均匀分布、壳程进出口段管束的传热面积得到充分利用，同时还减少传热死区及防止进出口段出现流体振动。

附图说明

图1是实施例1中具有分布性出入口的管壳式换热器的结构示意图。

图2是实施例2中具有分布性出入口的管壳式换热器的结构示意图。

图3是实施例3中所述单级入口流体分布装置的结构示意图。

图4是实施例3中所述多极入口流体分布装置的结构示意图。

图5是实施例4中所述入口流体分布装置的结构示意图。

图中：1.管程接管；2.SK静态混合器；3.筛状结构；4.喇叭管；5.放大封板；6.换热管；7.导流筒；8.折流板；9壳体；10.管板；11.壳程出入口；12.U形粗管；13.换向封板；14.直管部；15.喇叭放大部。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

如图1所示，一种具有分布性出入口的管壳式换热器，它包括壳体9、换热管6、折流板8、管板10、出口流体分布装置和入口流体分布装置，所述出、入口流体分布装置均为单级出、入口流体分布装置，包括管程接管1、喇叭管4，所述管程接管1为直型管，所述喇叭管4的细端连接所述管程接管1，所述管程接管1穿过所述管板10，所述喇叭管4的放大端安装有的放大封板5，所述放大封板5对应各所述换热管6设有圆孔，各所述换热管6安装在所述放大封板5的圆孔内并连通所述喇叭管4内部，使各所述换热管6间的中心间距较大，降低安装难度，还可以形成具有较小的压力空间，有利于降低热应力，增强连接可靠性和密封性能；同时省略掉管箱及其封头结构，有助于节省原材料，降低生产与制造成本。

根据制造工艺特点或换热过程，换热管6可采用胀接、焊接或胀焊结合的方式固定在所述放大封板5上，使采用小管径换热管的管壳式换热器更易于安装，实现换热器中换热管的可靠性连接。所述放大封板5可为平板型、球形、椭圆形或其他凸起形状。

为使管程流体均匀的流入各个换热管6，在所述入口流体分布装置的喇叭管4内设有一均布若干孔的筛状结构3，所述筛状结构3的开口端朝向所述喇叭管4的细端，使所述筛状结构3罩在所述喇叭管4的细端上，使管程流体先经过所述筛状结构3再进入所述喇叭管4，流体的主向流动阻力增大，朝向换热管入口的各个方向阻力更加均匀，在所述喇叭管4内均匀分布，以相同的质量流量进入各换热管6中，充分利用各根换热管6；可根据流量大小，设置筛状结构3为圆形、三角形等各种形状，分布孔也可以为圆形、多边形等多种形式，分布孔的大小以及距离所述管程接管1的距离也可根据具体情况进行调整。

为了强化管道内流体的混合，所述换热管6为内螺纹管，其内壁设有正反螺旋交替循环的连续凸起或凹槽，它能使流体自身产生旋转，通过旋转方向的改变使流体混合，以及流道的位置或截面积发生变化，能使流体产生“自身搅拌”作用，换热更加充分。

为防止流体直接冲刷换热管束以及充分利用换热管在换热器中的换热，所述壳体9的壳程进出口11处设置有导流筒7，不仅可以防止进口处高速流体对管束的直接冲击，使得壳程流体均匀分布、壳程进出口段管束的传热面积得到充分利用，同时还减少传热死区及防止进出口段出现流体振动。

实施例2

本实施提供一种具有分布性出入口的管壳式换热器，本实施例与实施例1的不同之处在于：如图2所示，所述具有分布性出入口的管壳式换热器还包括分程出入口装置，以代替U形管，实现换热管束的分程，与传统结构相比，省略了双管程隔板或U形弯管部分，所述分程出入口装置包括U形粗管12，所述U形粗管12的两端穿过换向封板13，所述U形粗管12的出口端安装有所述入口流体分布装置，所述U形粗管12的所述入口端安装有出口流体分布装置；所述U形粗管12通过一次成型制得，可以省去传统换热管的U形管部分，避免了加工中的弯管工艺，以及由于弯管造成管壁减薄发生泄漏的问题，方便在同一管程中设置不同管径换热管，降低管程压降，加工制造方便、性能更加稳定。

实施例3

本实施提供一种具有分布性出入口的管壳式换热器，本实施例与实施例1的不同之处在于：如图3所示，该具有分布性出入口的管壳式换热器为单管程换热器，所述出、入口流体分布装置分别位于换热器的两端，对于气液两相或含多组分的流体，如制冷行业的干式蒸发器管程冷媒，在所述入口流体分布装置的管程接管1内设有SK静态混合器2，所述SK静态混合器2包括若干混合元件，混合元件对流体介质不断切割，使流经的介质液滴被不断分散切割为较小的微团，随后又在两个混合元件间汇合得到混合，混合元件使流体介质产生径向速度脉冲，且流动方向的随时变化也导致分流和合流，在增大接触面积的同时可产生主体对流或涡旋运动，使流体混合均匀，以几乎相同的组分流体流入每根换热管6。

进一步的，可将所述入口流体分布装置设置为多极入口流体分布装置，如图4所示，所述多极入口流体分布装置的管程接管包括直管部14和喇叭放大部15，所述喇叭放大部15的细端和所述直管部14相连接，所述喇叭放大部15的放大端安装有封板，所述封板对应各所述喇叭管4的细端设有通孔，各所述喇叭管4的细端安装在所述封板的通孔内并连通所述喇叭放大部15内部。所述管程接管的放大出入口结构，具有较小的压力空间，有利于降低热应力，板的受力情况与密封性能更容易得到保证，可以用较薄的金属制造，还可以省略掉管箱及其封头结构，有助于节省原材料，降低生产与制造成本。

实施例4

本实施提供一种具有分布性出入口的管壳式换热器，本实施例与实施例3的不同之处在于：如图5所示，所述入口流体分布装置包括多极入口流体分布装置和单级入口流体分布装置。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。