一种新型固定管板换热器的制作方法

本实用新型涉及一种换热器，具体地说是一种新型固定管板换热器。

背景技术：

换热器是许多行业都应用广泛的设备。其原理和使用目的是在不同温度的两种或两种以上流体介质间实现物料之间热量传递，通过热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，来满足流体温度达到工艺条件的需要。目前，换热器根据不同的结构或传热方式主要分为管式换热器和板式换热器两大类。其中，板式换热器换热效率高，结构紧凑，占地面积小，但是其制造和安装要求高，制造工艺复杂，造价高，存在普遍泄露等问题。而管壳式换热器虽然传热系数相对较低，占地面积大，但其具有结构简单，造价低，规格范围广等优势，因而在工程中得到更为广泛的应用。

管壳式换热器按其结构形式主要分为固定管板换热器、浮头式换热器、U形管式换热器、填料函式换热器等类。固定管板换热器结构简单，排管较多，制造成本低，工业中应用更广。而传统固定管板换热器管板兼壳程法兰使用，通过密封垫与管箱法兰螺栓连接，因而管板管程侧根据使用时间长短都会存在不同程度的介质泄露问题，管板与壳程壳体焊接部位因结构原因也会产生一定局部应力集中同时无法彻底消除或出现间隙腐蚀。传统的横平竖直布置的折流板制造安装方便但壳程存在流体流动方向与管束近似垂直的横向流，流体阻力大，压降大，管束受到流体横向冲击易产生振动，折流板与壳体内表面连接部位易出现介质流动死区，因而容易结垢，且不易清洗。折流板其它部位也存在旁流和漏流现象，而传统换热管外表面为光管，壳程介质易在换热管表面形成滞留层，从而降低传热系数。

从传统换热器的换热效率、换热过程中动力损耗、管束和折流板受到冲刷产生振动大小、加工制造成本、结垢多少、产生泄漏量多少和投入使用周期等方面考虑，本技术旨在提供一种新型固定管板换热器，不同程度的解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种新型固定管板换热器，以解决现有的换热器易泄露、结垢的问题。

本实用新型是这样实现的：一种新型固定管板换热器，其中，包括前、后管箱，壳体、管板裙、换热管、拉杆、定距管及折流板；

所述前、后管箱分别与所述壳体通过法兰连接，所述管板裙数量为两个，分别设置在所述壳体内的两端，所述管板裙的主体呈U形，包括与所述壳体焊接连接的侧壁及用来安装换热管的底板，侧壁内侧面及底板内侧面之间圆滑过渡连接，两个管板裙的U形开口相对设置；在所述管板裙底板的外侧设置有凸台，所述壳体抵接在所述凸台上并通过焊接连接，所述管板裙的侧壁的外壁与所述壳体内壁通过焊接连接；换热管的两端固定在所述管板裙上。

优选的，所述换热管的内壁为光滑管壁，外壁加工有螺纹。

优选的，所述折流板为圆形板，在所述折流板的板面上设置有容纳所述换热管的方形孔。

优选的，所述方形钻孔的孔径略大于所述换热管的管径。

优选的，在所述折流板的顶端和底端分别设置了排污口和排气口。

优选的，在所述前、后管箱及所述壳体内水平设置有分程隔板，所述分程隔板将换热器内部分隔为上下两层，在所述分程隔板上设置有排净孔。

采用上述技术方案，本实用新型主要由前后管箱、壳体、与壳体焊接连接的U形管板裙、外表面被加工成螺纹形式的换热管、特殊结构的折流板、拉杆、接管等部件组成。壳体内装入平行管束，管束两端用焊接或胀接的方法固定在管板裙上，考虑到传统密封连接或与壳体焊接连接的管板两侧常出现介质泄露或局部应力集中而无法消除现象，管板裙与壳体和管箱采取对接焊接连接取消密封连接，从而避免管板两侧出现泄露和局部应力集中，同时保证了焊接强度。壳体内管束通过特殊结构的折流板支持，管箱两侧的封头则改为法兰密封连接形式，具有一定的实用性和效益性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的管板裙的结构示意图；

图3是本实用新型的折流板的结构示意图；

图4是本实用新型的分程隔板的结构示意图。

图中：1—前管箱，2—后管箱，3—壳体，4—管板裙，5—换热管，6—拉杆，7—定距管，8—折流板，9—凸台，10—方形孔，11—分程隔板，12—排净孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种新型固定管板换热器，包括前管箱1、后管箱2，壳体3。在壳体3内安装有管板裙4、换热管5、拉杆6、定距管7及折流板8。

前管箱1、后管箱2与壳体3均通过法兰连接。管板裙4的数量为两个，分别设置在壳体内的两端，如图1所示，两个管板裙4的U形开口相对设置。如图2所示，管板裙4的主体呈U形，包括与壳体内壁焊接连接的侧壁及用来安装换热管5的底板，侧壁内侧面与底板内侧面之间圆滑过渡连接。在管板裙4的底板的外侧设置有凸台9，壳体3抵接在凸台上并通过焊接与之连接，管板裙4的外侧壁与壳体的内侧壁通过焊接连接。

本实用新型中管板被设计为具有一定结构的管板裙，边角设计为圆滑过度形式防止产生应力集中，管板裙两侧壁均采用焊接连接，如下:管板裙与壳体焊接侧考虑到可以壳体内进行焊接，被设计为凸台结构，管板裙和壳体外部进行单面全焊透对接焊保证焊接强度，内部进行圈焊防止产生间隙腐蚀。而管板裙与壳体焊接侧设计为带有一定直边段结构，与壳体单面全焊透对接焊保证连接强度。本新型固定管板换热器设计的管板裙形式大大降低了出现介质泄露和应力集中的可能，同时提高了连接强度。

如图1、图3所示，本实用新型的折流板8为圆形板，在折流板8的版面上设置有容纳换热管5的方形孔10。方形孔10的孔径略大于换热管5的管径。在折流板8的顶端和底端分别设置了排污口及排气口。

本新型折流板为整块圆形板，以换热管中心点为中心将传统的钻孔形状改为钻略大于换热管的方形孔，安装换热管后，流体通过方形孔四周间隙流动。同时在折流板顶端和底端设计了排污口和排气口。本实用新型的折流板8有以下特点，一是避免了流体横向流动冲刷换热管，减少了管束振动，实现了壳程流体纵向冲刷管束，与管程流体容易达到完全逆流，因而与传统应用的折流板比较，其有效温差大，一定程度上改善了传热死区和传热性能；二是折流板与传统应用中的折流板比较，制造和安装上不复杂，与管束的连接同样采用拉杆和定距管结构。同时代替了传统折流板为防止管束产生较大挠度需要设置支持板结构，三是折流板流体纵向流动，减小了流动死区，减少了污垢沉积，加大了固定管板换热器壳程清洗周期。

本实用新型的换热管5的内壁为光滑管壁，外壁加工有螺纹。传统意义上的换热管，传热过程中，会在光管外表面形成厚度很小，介质流速很慢的滞留层，使换热管表面热阻增大，影响传热效率。而翅片管由于翅片密度大，制造工艺要求严格工艺过程复杂，容易堵塞，不耐腐蚀，清洗检修困难。本实用新型的换热管内壁为光管，外壁需要车削加工为螺纹。螺纹可以是单螺距也可以是双螺距，此种加工结构的换热管根据外形也叫螺纹管，因管内为光管结构，不影响管内介质流体状态。管外壁设计为螺纹结构有两大优势，一是接近原光管设计的换热管表面的滞留层在螺纹作用下产生扰动，减少了换热管外表面污垢的形成，带动了原滞留层的运动，又有一部分流体沿着螺纹的螺旋槽流动，提高了换热效率，因而新型结构的螺纹管具有热阻小，强化传热的作用。二是螺纹管加工难度小于翅片管，只需在光管表面加工螺纹，大大提高了换热效率。

如图4所示，在前、后管箱及壳体内水平设置有分程隔板11，分程隔板11将换热器内部分隔为上下两层，在分程隔板11上设置有排净孔12。

本实用新型的结构较其它类型换热器简单紧凑，可得到最小的壳体内径，管程和壳程可分为双层，管程设计为多层结构较复杂，能承受较高压力，造价与实现性能比较具有经济性，管程清洗方便，单位面积排管数最多，密封性和换热效率良好，使用上同时具有很强的灵活性。如管束与壳体的壁温或材料的线膨胀系数相差较大、可设计使用柔性元件膨胀节等。