一种管壳式换热器壳程进口缓冲装置的制作方法

本实用新型涉及换热器防冲技术领域，特别涉及一种管壳式换热器壳程进口缓冲装置。

背景技术：

换热器的防冲问题由来已久，gb151-2014《管壳式换热器》中明确规定了管程、壳程设置防冲板的条件，特别规定有腐蚀或磨蚀的气体，蒸汽及气液混合物，应设置防冲板。

在防冲板的设置中，防止大流速流体直接冲击换热管与管板的接头，造成换热管管端的冲蚀而引起泄漏，同时使流体进入换热管内的流量均匀；防止流体的流入对换热管直接冲击而造成换热管的冲蚀和震动，同时也避免由于换热管的不均匀加热而产生的热应力，以起到保护换热管的作用。一般来说，气体的密度与液体相比要小的多，因此，气体进入换热器时流速很大，如果不设置防冲板加以保护，气体就会直接冲击换热管，引起换热管强烈振动，以致引起下列危害。

现有技术中的防冲板存在以下缺陷：防冲面积偏小，防冲板不能有效地防止气流对换热管的直接冲击；防冲板与换热管撞击，由于气流的高速运动引起换热管的振动，造成防冲板与换热管直接撞击，以致引起换热管的破裂；防冲板脱落，一般来说，防冲板焊在壳体或定距管上，由于设计、制造的原因，防冲板从壳体上脱落下来，会造成气流直接冲击换热管，防冲板无规则的窜动，在壳体内切割换热管。因此，如何能够提供一种有效防止壳侧流体的流入对换热管直接冲击而造成换热管的冲蚀和震动、并且避免换热管由于流体分流不均匀导致换热管管壁温度不均匀而产生的热应力从而保护换热管的管壳式换热器壳程进口缓冲装置是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种管壳式换热器壳程进口缓冲装置，该装置相较于现有防冲技术中的直管和平行防冲板，抗流体对换热管的冲蚀能力更强，压力损失更小，分流更均匀，管口处具有更好的换热效果。

为实现上述目的，本实用新型提供一种管壳式换热器壳程进口缓冲装置，包括筒体和进气接管，所述筒体的内部设有用以实现换热管沿水平设置的水平流通腔，所述进气接管垂直设置在所述筒体的侧壁上，所述进气接管的内部设有与所述水平流通腔连通的竖直流通腔，所述竖直流通腔的内壁沿靠近所述筒体的方向渐扩，所述筒体中设有相对所述筒体固定的防冲板，所述防冲板位于所述竖直流通腔的正下方以实现气流由所述竖直流通腔流入所述水平流通腔时的防冲缓冲作用。

优选地，所述防冲板具体为圆弧防冲板，所述圆弧防冲板的上下两侧分别设有表面弯曲的凸形面和凹形面，所述圆弧防冲板的凸形面朝向所述竖直流通腔。

优选地，所述圆弧防冲板包括截面形状为圆形的圆弧防冲板体和设于所述圆弧防冲板体上的通气孔。

优选地，所述通气孔包括中心圆孔和条形槽孔，所述中心圆孔设于所述圆弧防冲板体的中心位置，所述条形槽孔设于所述中心圆孔的周侧。

优选地，多个所述条形槽孔以所述中心圆孔为中心均匀分布，所述条形槽孔以所述中心圆孔为中心向外延伸。

优选地，还包括一端与所述防冲板固定连接、另一端与所述筒体的内壁固定连接的筋板。

优选地，四个所述筋板对称设置在所述防冲板上以实现所述防冲板在所述竖直流通腔正下方的固定。

优选地，所述进气接管包括内壁沿靠近所述筒体的方向渐扩的变径管体，所述变径管体的最大截面小于所述防冲板的缓冲截面。

优选地，所述进气接管还包括用以实现进气的第一管体和用以实现出气的第二管体，所述第一管体和所述第二管体分别与所述变径管体的两端连通，所述第二管体还与所述筒体连通以实现所述竖直流通腔与所述水平流通腔的连通。

优选地，所述第一管体和所述第二管体为内径尺寸不随轴向延伸而变化的直管，所述第一管体的内径小于所述第二管体的内径以实现气流在所述变径管体中的流动减速。

相对于上述背景技术，本实用新型所提供的管壳式换热器壳程进口缓冲装置包括筒体和进气接管，筒体的内部设有用于供换热管沿水平设置的水平流通腔，进气接管垂直设置在筒体的侧壁上且进气接管的内部设有与水平流通腔连通的竖直流通腔，竖直流通腔的内壁沿靠近筒体的方向渐扩，竖直流通腔的正下方设有防冲板，防冲板位于筒体内部的水平流通腔中，该管壳式换热器壳程进口缓冲装置通过进气接管和筒体连通以实现气流由竖直流通腔流动进入水平流通腔中，通过竖直流通腔的内壁设置为朝向筒体的方向渐扩以实现气流在流入过程中随流通面的增大而减速，通过筒体以实现防冲板在水平流通腔中的固定，通过设置在竖直流通腔正下方的防冲板以实现气流由竖直流通腔减速后流入水平流通腔时直接与防冲板接触并在防冲板的缓冲引流作用下流入水平流通腔中，该管壳式换热器壳程进口缓冲装置通过渐扩的内壁以实现竖直流通腔对气流的减速，通过防冲板以实现减速后气流在水平流通腔中的防冲缓冲，不仅抗冲蚀能力强、压力损失小，而且分流均匀、管口处的换热效果好。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中管壳式换热器壳程进口缓冲装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的管壳式换热器壳程进口缓冲装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的圆弧防冲板的结构示意图。

其中：

1-筒体、21-第一管体、22-变径管体、23-第二管体、31-圆弧防冲板、301-平行防冲板、311-圆弧防冲板体、312-条形槽孔、313-中心圆孔、32-筋板、4-换热管。

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一部分实施例，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。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图3，其中，图1为现有技术中管壳式换热器壳程进口缓冲装置的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的管壳式换热器壳程进口缓冲装置的结构示意图，图3为本实用新型实施例提供的圆弧防冲板的结构示意图。

请参考图1，现有技术中的管壳式换热器壳程进口缓冲装置包括用于在腔内设置换热管4的筒体1，直管与筒体1垂直连通以实现气流流入换热管4所处的腔室，筒体1中设有用于防止气流直接冲击换热管4的平行设置在直管下方的平行防冲板301，平行防冲板301通过筋板32相对筒体1固定。

在第一种具体的实施方式中，本实用新型提供的管壳式换热器壳程进口缓冲装置包括设有水平流通腔的筒体1和设有竖直流通腔的进气接管，在筒体1内部的水平流通腔中水平设置有换热管4，进气接管的竖直流通腔的内壁沿靠近筒体1的方向渐扩，筒体1中设有相对筒体1固定的防冲板，防冲板位于竖直流通腔的正下方。

在本实施例中，气流由进气接管的竖直流通腔流入筒体1的水平流通腔并最终与换热管4接触，在气流经由进气接管的竖直流通腔流入的过程中，因为竖直流通腔的内壁渐扩也即气流随着与筒体1的靠近竖直流通腔的横截面增大，通入气流量不变的前提下，每一横截面内通过的气流随横截面的增加而增加，而气流的速度降低，因此气流在渐扩的竖直流通腔中减速。经过减速的气流由竖直流通腔进入水平流通腔，气流在水平流通腔中直接与防冲板接触，在防冲板的防冲缓冲作用下，气流沿竖直流通腔的垂直方向的速度逐渐转化为沿水平流通腔的水平方向的速度，减弱气流作用于换热管4的冲蚀与震动，气流在竖直流通腔的减速作用以及防冲板的防冲缓冲作用下平稳均匀的由竖直流通腔流入水平流通腔并最终与换热管4接触。

需要说明的是，本实用新型作为管壳式换热器壳程进口缓冲装置，通过改进管壳式换热器的进气通道以及设置在壳的筒体1中的防冲板来实现气流的防冲，对于换热管4的结构以及换热管4在筒体1中的设置方式不作为本实用新型的改进点，同样的，对于管壳式换热器其他部件的结构及连接关系请参照现有技术，这里不再一一赘述。

为了更好的技术效果，本实施例中防冲板具体为圆弧防冲板31，圆弧防冲板31的上下两侧分别设有表面弯曲的凸形面和凹形面，圆弧防冲板31的凸形面朝向、靠近竖直流通腔。相较于现有技术中的平行防冲板301，本实施例中的圆弧防冲板31的表面弯曲，当气流经由竖直流通腔流入水平流通腔时，气流的来流方向与圆弧防冲板31的凸形面之间的夹角大于九十度，相较于现有技术中气流的来流方向与平行防冲板301的夹角为九十度，本实施例中的圆弧防冲板31通过弯曲的表面设置减轻气流对圆弧防冲板31的冲击作用力，使得圆弧防冲板31在筒体1中的固定连接更加稳定，除此以外，气流在圆弧防冲板31的弯曲表面的作用下更多的动量保留了下来，气流的压力损失更小。

为了更好的技术效果，圆弧防冲板31包括截面形状为圆形的圆弧防冲板体311和设置在圆弧防冲板体311上用于供部分气流通过的通气孔。当气流经由竖直流通腔流入水平流通腔时，圆弧防冲板体311对气流起到防冲缓冲和导流的作用，气流的分流效果均匀稳定，进一步的，均匀稳定的气流最终与换热管4接触具有更好的换热效果。

在本实施例中，通气孔包括中心圆孔313和条形槽孔312，中心圆孔313设置在圆弧防冲板体311的中心位置，条形槽孔312设于中心圆孔313的周侧。为了更好的技术效果，条形槽孔312的数量为多个，多个条形槽孔312以中心圆孔313为中心均匀分布在四周，条形槽孔312以中心圆孔313为中心向外延伸。根据不同的管壳式换热器的规格尺寸以及防冲缓冲等相关需求，可以改变条形槽孔312的设置数量以及条形槽孔312和中心圆孔313的设置大小，无论条形槽孔312和中心圆孔313具体采用何种设置方式，都应属于本实施例的说明范围。

在本实施例中，还包括一端与防冲板固定连接，另一端与筒体1的内壁固定连接的筋板32，更具体的，筋板32的数量为四个，四个筋板32对称设置在防冲板的四周或四角，防冲板通过筋板32设置在筒体1中并位于竖直流通腔的正下方。需要说明的是，本实施例仅仅给出了一种防冲板在筒体1中固定设置的具体实施方式，对于其他本领域技术人员在没有付出创造性劳动得到的防冲板的固定方式同应属于本实施例的说明范围。

在另一种具体的实施方式中，本实用新型提供的进气接管包括内壁渐扩的变径管体22，变径管体22的最大截面小于防冲板的缓冲截面。除此以外，进气接管还包括分别设置在变径管体22两端并均与变径管体22连通的第一管体21和第二管体23，第一管体21的内径小于第二管体23，通过第一管体21与外界的进气设备连通以实现气流经由第一管体21流入变径管体22中，通过第二管体23与筒体1连通以实现变径管体22中的气流经由第二管体23流入筒体1中。

更具体的，第一管体21和第二管体23均为内径尺寸不随轴向延伸而变化的直管。在本实施例中，第一管体21的内径为变径管体22的最小内径，第二管体23的内径为变径管体22的最大内径，第二管体23的内径小于防冲板也即圆弧防冲板体311的直径。

以上对本实用新型所提供的管壳式换热器壳程进口缓冲装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。