双弓折流板管壳式冷凝器的制作方法

1.本实用新型涉及换热设备技术领域，尤其是涉及到一种双弓折流板管壳式冷凝器。


背景技术：

2.冷凝器作为一种实现物料之间热量传递的节能设备，是在炼油、化工装置中普遍应用的一种工艺设备，占总设备数量的30％左右。随着石油、化工、冶金等行业的高速发展，石油化工装置规模日益大型化，对冷凝器也提出了更高的要求。
3.目前的冷凝器，通常为单弓折流板结构，随着壳程介质流量的增加，冷凝器壳程的进出口间的压力损失也随之增大，通常通过增大折流板的间距来解决损失过高的问题。然而折流板最大无支撑跨距受到换热器制造标准的限制，另外折流板间距增大会产生管束震动的问题，影响冷凝器设备的使用寿命。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供了一种双弓折流板，其结构紧凑，能够降低因折流板间距较大引起的换热管振动的问题，有利于提高产品的可靠性和使用寿命。
5.本实用新型的实施例，提供了一种双弓折流板管壳式冷凝器，包括：壳体，壳体上设置有热介质入口和热介质出口；两个管箱，设置于壳体的两端，冷介质入口和冷介质出口分布在同一个管箱上或分布在两个管箱上；管束，管束包括管板、多个换热管和多个折流板，管板设置于壳体的两端并与管箱连接，多个换热管穿设于折流板、管板连通两个管箱；其中，多个折流板包括沿壳体横向间隔交错分布的中间折流板和侧折流板，中间折流板沿壳体的纵向分布在壳体的中间部分，侧折流板沿壳体的纵向成对分布在壳体的中间部分的两侧。
6.进一步地，中间折流板包括相对设置的第一弧形段和位于两个第一弧形段之间的第一直线段，第一弧形段的直径小于壳体的内径，第一直线段与壳体的纵向垂直；侧折流板包括相连接的第二弧形段和第二直线段，第二弧形段的直径小于壳体的内径，第二直线段与壳体的纵向垂直。
7.进一步地，管束还包括：多个拉杆，多个拉杆设置于壳体的内部并穿设于折流板，拉杆的一端与一个管板连接，拉杆的另一端与靠近另一个管板设置的折流板连接；定距管，套设于拉杆的外部，位于相邻的两个中间折流板之间，和/或位于相邻的两个侧折流板之间。
8.进一步地，管箱包括第一管箱和第二管箱，第一管箱设置有两个独立的腔室，冷介质入口与一个腔室连通，冷介质出口与另一个腔室连通，多个换热管分别与两个腔室连通。
9.进一步地，双弓折流板管壳式冷凝器还包括：隔板，隔板设置于第一管箱内，两个腔室包括位于隔板上方的第一腔室和位于隔板下方的第二腔室，冷介质入口与第一腔室连通，冷介质出口与第二腔室连接。
10.进一步地，管板包括与第一管箱连接的第一管板，第一管板上设置有第一换热管孔、第一安装槽，换热管穿过第一换热管孔与第一管板连接，隔板通过第一安装槽与第一管板连接。
11.进一步地，管板包括与第二管箱连接的第二管板，第二管板上设置有第二换热管孔，换热管穿过第二换热管孔与第二管板连接。
12.进一步地，第二管箱设置有第一排气口和第一排液口。
13.进一步地，壳体上还设置有第二排气口和第二排液口。
14.进一步地，双弓折流板管壳式冷凝器还包括：连接件，管箱的一端设置为开口，另一端为封闭结构，管箱的开口端设置有连接法兰，管板上还设置有连接孔，连接件穿过连接孔与连接法兰连接。
15.本实用新型实施例提供的双弓折流板管壳式冷凝器，采用双弓折流板，与传统的单弓折流板管壳式冷凝器相比，在相同的条件下降低了冷凝器壳程介质进出口压力差，提高了冷凝器的传热效率，减小了设备体积，并且结构紧凑，可靠性高，加工简单，制造成本低。
16.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。
附图说明
17.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中：
18.图1为本实用新型实施例提供的双弓折流板管壳式冷凝器的结构示意图；
19.图2为本实用新型实施例提供的双弓折流板管壳式冷凝器的管束结构示意图；
20.图3为本实用新型实施例提供的双弓折流板管壳式冷凝器的壳体结构示意图；
21.图4为本实用新型实施例提供的双弓折流板管壳式冷凝器的第一管箱结构示意图；
22.图5示出了图4所示实施例的另一个视角的结构示意图；
23.图6为本实用新型实施例提供的双弓折流板管壳式冷凝器的第二管箱结构示意图；
24.图7示出了图6所示实施例的另一个视角的结构示意图；
25.图8为本实用新型实施例提供的双弓折流板管壳式冷凝器的换热管结构示意图；
26.图9为本实用新型实施例提供的双弓折流板管壳式冷凝器的中间折流板结构示意图；
27.图10为本实用新型实施例提供的双弓折流板管壳式冷凝器的侧折流板结构示意图；
28.图11为本实用新型实施例提供的双弓折流板管壳式冷凝器的第一管板结构示意图；
29.图12为本实用新型实施例提供的双弓折流板管壳式冷凝器的第二管板结构示意
图。
30.其中，图1至图12中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
31.110壳体，111热介质入口，112热介质出口，113第二排气口，114第二排液口，115支座，120第一管箱，121隔板，122第一腔室，123第二腔室，124冷介质入口，125冷介质出口，126连接法兰，1261法兰螺纹孔，130第二管箱，131第一排气口，132第一排液口，140管束，141第一管板，1411第一换热管孔，1412第一拉杆孔，1413第一安装槽，1414第一连接孔，142第二管板，1421第二换热管孔，1422第二连接孔，150换热管，160折流板，161中间折流板，1611第一弧形段，1612第一直线段，1613第三换热管孔，1614第二拉杆孔，162侧折流板，1621第二弧形段，1622第二直线段，1623第四换热管孔，1624第三拉杆孔，170拉杆。
具体实施方式
32.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
33.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
34.下面参照图1至图12描述根据本实用新型的一些实施例提供的双弓折流板管壳式冷凝器。
35.如图1所示，本实用新型实施例提供的双弓折流板管壳式冷凝器包括：壳体110、两个管箱和管束140。其中，壳体110上设置有热介质入口111和热介质出口112，具体地，热介质入口可以为气体入口，热介质出口可以为液体出口，两个管箱设置于壳体110的两端，并与壳体110合围成容纳腔，冷介质入口124和冷介质出口125分布在同一个管箱上或分布在两个管箱上，具体地，冷介质入口可以为液体入口，冷介质出口可以为液体出口。
36.如图1、图2和图8所示，管束140设置在容纳腔的内部，管束140包括管板、多个换热管150和多个折流板160，管板设置于壳体110的两端并与管箱连接，如管板焊接在壳体110的两端部，并用于与管箱连接，多个换热管150穿设于折流板160、管板连通两个管箱，即多个折流板160对换热管150起到了支撑固定的作用。
37.其中，多个折流板160构包括沿壳体110横向间隔交错分布的中间折流板161和侧折流板162，中间折流板161沿壳体110的纵向分布在壳体110的中间部分，侧折流板162沿壳体110的纵向成对分布在壳体110的中间部分的两侧。其中，壳体110的横向可以理解为壳体110的长度方向，如图1中的箭头x所示，壳体110的纵向可以理解为壳体110的宽度方向，如图1中垂直于纸面向内的方向，如字母y所示，可以理解的是，壳体110的纵向也可以如图1所示的垂直于纸面向外的方向。
38.也就是说，本实用新型实施例提供的双弓折流板管壳式冷凝器，中间折流板161和成对设置的侧折流板162构成双弓结构，双弓结构的折流板160与相关技术中的单弓结构的折流板相比，在解决同样的冷凝器进出口压降的情况下，双弓折结构中相邻的两个折流板160之间的间距要小于单弓结构中相邻的两个折流板160之间的间距，使得产品的结构紧凑，对换热管150起到了良好的支撑作用，能够避免相关技术中因单弓结构的折流板160间
距较大产生管束140震动的问题，进而能够降低换热管150的振动，有利于提高冷凝器的可靠性和使用寿命。
39.进一步地，中间折流板161沿壳体110的纵向分布在壳体110的中间部分，侧折流板162沿壳体110的纵向成对分布在壳体110的中间部分的两侧，也就是说，侧折流板162是成对设置的，沿壳体110的纵向方向看，依次为侧折流板162、中间折流板161、侧折流板162，进而构成双弓结构。其中，沿壳体110的横向方向看，依次为侧折流板162、中间折流板161交替设置，或者，依次为中间折流板161、侧折流板162交替设置。
40.进一步地，冷介质入口124和冷介质出口125可以设置在同一个管箱上，也可以设置在不同的管箱上，能够满足冷凝器不同结构的需求，扩大产品的使用范围。
41.在上述实施例中，如图9所示，中间折流板161包括相对设置的第一弧形段1611和位于两个第一弧形段1611之间的第一直线段1612，第一弧形段1611的直径小于壳体110的内径，第一直线段1612与壳体110的纵向垂直，即第一直线段1612沿壳体110的高度方向延伸，壳体110的高度方向如图1中的箭头z所示。其中，第一弧形段1611靠近壳体110的顶部和底部设置。
42.在上述实施例中，如图10所示，侧折流板162包括相连接的第二弧形段1621和第二直线段1622，即侧折流板162为弧状结构，第二弧形段1621的直径小于壳体110的内径，第二直线段1622与壳体110的纵向垂直，也就是说，第二直线段1622与中间折流板161的第一直线段1612平行，第二直线沿壳体110的高度方向延伸，第二弧形段1621靠近壳体110的侧部设置。
43.在本实用新型提供的一些可能实现的实施例中，如图1和图2所示，管束140还包括多个拉杆170，多个拉杆170设置于壳体110的内部并穿设于折流板160，通过拉杆170支撑、固定折流板160，以使折流板160可靠的设置在壳体110内，其中，拉杆170的一端与一个管板连接，拉杆170的另一端与靠近另一个管板设置的折流板160连接。
44.其中，管束140还包括定距管，定距管套设在拉杆170的外部，位于相邻的两个中间折流板161之间，和/或位于相邻的两个侧折流板162之间。可以理解的是，可以在相邻的两个中间折流板161之间设置定距管，也可以在相邻的两个侧折流板162之间设置定距管，或者，在相邻的两个中间折流板161、相邻的两个侧折流板162之间均设置定距管。
45.定距管的设置，能够可靠确定折流板160在壳体110中的位置，同时，定距管能够良好的确定相邻的两个中间折流板161、相邻的两个侧折流板162之间的距离，以使相邻的两个中间折流板161、相邻的两个侧折流板162之间的距离可靠，以对冷凝器的管束起到良好的支撑固定作用，提供管束140的稳定性，提高设备的可靠性。
46.如图1所示，在本实用新型提供的一些可能实现的实施例中，管箱包括第一管箱120和第二管箱130，如第一管箱120位于壳体110的右侧，第二管箱130位于壳体110的左侧，可以理解的是，第一管箱120也可以位于壳体110左侧，第二管箱130也可以位于壳体110的右侧。本实用新型以第一管箱120位于壳体110的右侧，第二管箱130位于壳体110的左侧进行说明。
47.如图1、图4和图5所示，其中，第一管箱120设置有两个独立的腔室，冷介质入口124与一个腔室连通，冷介质出口125与另一个腔室连通，多个换热管150分别与两个腔室连通。
48.也就是说，换热管150包括第一部分和第二部分，第一部分换热管150连通一个腔
室和第二管箱130，第二部分换热管150连通另一个腔室和第二管箱130，这样，冷介质由冷介质入口124进入一个腔室后，由第一部分换热管150流入第二管箱130，并由第二部分换热管150返回至另一个腔室，并经冷介质出口125流出，热介质由壳体110的热介质入口111进入管束140，通过侧折流板162、中间折流板161不断的改变热介质流动方向，经壳体110上的热介质出口112流出，这样，换热管150内的冷介质与在壳体110内流通的热介质进行换热，即可实现双管程换热，有利于提高换热效率。
49.进一步地，如图4和图5所示，双弓折流板管壳式冷凝器还包括隔板121，隔板121设置在第一管箱120内，也就是说，利用隔板121将第一管箱120分隔为两个腔室，其结构简单，成本较低。
50.其中，两个腔室包括位于隔板121上方的第一腔室122和位于隔板121下方的第二腔室123，冷介质入口124与第一腔室122连通，冷介质出口125与第二腔室123连通，如冷介质入口124设置在第一管箱120的顶部，冷介质出口125设置在第一管箱120的底部，由于通常情况下，冷介质为液体介质，通过将冷介质入口124设置在第一管箱120的顶部，冷介质出口125设置在第一管箱120的底部，便于液体的冷介质流通，有利于提高液体冷介质的流通效率，进而确保良好的换热效率。可以理解的是，冷介质入口124和冷介质出口125也可以设置在满足要求的其他位置
51.也就是说，第一部分换热管150连通第一腔室122和第二管箱130，第二部分换热管150连通第二腔室123和第二管箱130，这样，冷介质由冷介质入口124进入第一腔室122后，由第一部分换热管150流入第二管箱130，并由第二部分换热管150返回至第二腔室123，并经冷介质出口125流出。
52.进一步地，如图1、图6和图7所示，第二管箱130上设置有第一排气口131和第一排液口132，第一排气口131用于将第二管箱130内残留的气体排出至第二管箱130外部，第一排液口132用于将第二管箱130内残留的液体排出至第二管箱130的外部，以提高第二管箱130内气体、液体排出的彻底性。具体地，第一排气口131设置在第二管箱130的顶部，第一排液口132设置在第二管箱130的底部，可以理解的是，第一排液口132、第一排气口131也可以设置在满足要求的其他位置。
53.进一步地，如图3所示，热介质入口111靠近第一管箱120设置，如热介质入口111设置在壳体110的顶部，并靠近第一腔室122，热介质出口112设置在壳体110的底部，如热介质出口112靠近第二管箱130设置。具体地，热介质液口可以为气体入口，热介质出口112可以为液体出口。可以理解的是，热介质入口111、热介质出口112也可以设置在满足要求的其他位置。
54.进一步地，如图3所示，壳体110上还设置有第二排气口113和第二排液口114，第二排气口113设置于壳体110的顶部，第二排液口114设置于壳体110的底部，可以理解的是，第二排气口113和第二排液口114也可以设置在满足要求的其他位置。第二排气口113用于将残留在壳体110内的气体排出至壳体110的外部，第二排液口114用于将残留在壳体110内的液体排出至壳体110的外部，进而通过第二排气口113和第二排液口114，以提高壳体110内气体、液体排出的彻底性。
55.在本实用新型提供的一些可能实现的实施例中，如图1和图2所示，管板包括第一管板141和第二管板142，第一管板141与第一管箱120连接，第二管板142与第二管箱130连
接。
56.其中，如图11所示，第一管板141上设置有第一换热管孔1411、第一安装槽1413，换热管150穿过第一换热管孔1411与第一管板141连接，如换热管150穿过第一换热管孔1411连通第一管箱120，并焊接在第一管板141上，隔板121通过第一安装槽1413与第一管板141连接，如隔板121插设在在第一安装槽1413内。
57.进一步地，第一管板141上还设置有第一拉杆孔1412，拉杆170的一端穿过第一拉杆孔1412与第一管板141连接，拉杆170的另一端与靠近第二管板142设置的折流板160连接。具体地，第一拉杆孔1412为内螺纹孔，拉杆170的端部为螺纹结构，拉杆170端部通过螺纹结构与第一拉杆孔1412连接。
58.其中，如图12所示，第二管板142上设置有第二换热管孔1421，换热管150穿过第二换热管孔1421与第二管板142连接，进而与第二管箱130连通。具体地，换热管150的端部穿过第二换热管孔1421连通第二管箱130后，焊接在第二管板142上。
59.进一步地，如图9所示，中间折流板161上设置有第三换热管孔1613和第二拉杆孔1614，如图10所示，侧折流板162上设置有第四换热管孔1623和第三拉杆孔1624。换热管150为光管，由第一管箱120至第二管箱130的方向，换热管150依次穿过第一管板141、中间折流板161或侧折流板162、第二管板142，连通第一管箱120和第二管箱130，其中，换热管150的两端分别可以焊接在第一管板141、第二管板142上。
60.由第一管箱120至第二管箱130的方向，拉杆170依次穿过第一管板141、中间折流板161或侧折流板162，与靠近第二管箱130的折流板160连接，具体地，拉杆170的首端设置有螺纹结构，通过螺纹结构与第一管板141上的螺纹孔连接；拉杆170的尾端设置螺纹，拉杆170尾端与紧固螺母连接能够将拉杆170与侧折流板162和定距管固定在一起，或者将拉杆170与中间折流板161和定距管固定一起。
61.在本实用新型提供的一些可能实现的实施例中，双弓折流板管壳式冷凝器还包括连接件，如图4至图7所示，管箱的一端为开口，开口为圆形，管箱的另一端为封闭结构，管箱的开口端设置有连接法兰126，管板为圆形板，管板的圆周方向上设置有连接孔，连接件穿过连接孔与连接法兰126连接，进而能够将管板和管箱实现连接。
62.具体地，连接件为螺栓，如图4和图11所示，第一管板141上设置有第一连接孔1414，第一管箱120的连接法兰126上设置有法兰螺纹孔1261，螺栓穿过第一连接孔1414后与法兰螺纹孔1261连接，即可将第一管板141和第一管箱120可靠连接。如图6和图12所示，第二管板142上设置有第二连接孔1422，第二管箱130的连接法兰126上设置有法兰螺纹孔1261，螺栓穿过第二连接孔1422后与法兰螺纹孔1261连接，即可将第二管板142和第二管箱130可靠连接。
63.进一步地，如图1所示，壳体110的底部设置有支座115，支座115对壳体110具有一定的支撑作用，用于将双弓折流板管壳式换热器安装在其他部件上或安装在合适位置处。
64.本实用新型提供的一种双弓折流板管壳式换热器，如图1所示，其工作原理如下：
65.热介质由壳体110的热介质入口111(如气体入口)进入壳体110，通过侧折流板162的第二直线段1622、中间折流板161的第一直线段1612改变热介质在管束140中的流动方向，最后热介质由壳体110上的热介质出口112(如液体出口)流出壳体110。
66.冷介质由第一管箱120的冷介质入口124(如进液口)进入第一管箱120的第一腔室
122，再通过位于上半部的第一部分换热管150流入第二管箱130，由位于下半部的第二部分换热管150流入第一管箱120的第二腔室123，最终冷介质由冷介质出口125(如出液口)流出第一管箱120。
67.本实用新型提供的一种双弓折流板管壳式冷凝器，与传统的单壳程单弓折流板管壳式换热器相比，在介质流量、压力、温度、换热管数量等相同的条件下，壳程进出口间的压力损失降低，换热管150长度缩短，从而减小换热器的体积，降低成本。具体如表1所示，表1为本实用新型提供的双弓折流板管壳式冷凝器与传统的单壳程单弓折流板管壳式冷凝器的参数对比表。
68.表1
[0069][0070]
由此，本实用新型提供的双弓折流板管壳式冷凝器，其传热系数大，提高冷凝器的传热效率，并且结构紧凑，加工简单，制造成本低。
[0071]
本实用新型的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0072]
在本实用新型的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本实用新型中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0073]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。