CN201449185U - 一种碳钢渗铝螺旋折流板换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种碳钢渗铝螺旋折流板换热器，其换热管束设置为碳钢基材表面复合有δ＝0.1～0.5mm铝-碳钢共渗合金保护层；合金保护层与碳钢基材结合为一体。其管板为一块浮动管板和一块固定管板的复合结构；换热管束穿过折流板，一端定位在固定管板上，另一端定位在浮动管板上；其螺旋折流板设置为扇形，相邻螺旋折流板错位搭接，一个螺距内的多块折流板在管束横断面上的弧形，错位构成近似圆形。以平稳的螺旋流动方式改善了传统垂直弓板的横向折返流造成的折流板后的三角死区的弊端，可增加有效换热面积提高整体换热效果。其管板、螺旋折流板，拉杆，定距管，端盖和壳体都可按需设置为碳钢表面复合有铝-碳钢共渗合金保护层，耐腐蚀性能优异，使用寿命长。

Description

一种碳钢渗铝螺旋折流板换热器

技术领域

本实用新型属于管壳式换热器范畴，具体涉及一种碳钢渗铝螺旋折流板换热器。适用于石油、化工、船舶、冶金、舰艇、电力等行业中的十分可靠

背景技术

目前我国石油、化工、等行业工艺流程中应用的冷换设备大量为管壳式换热器。其所以在众多种类换热设备中占主导地位是由于管壳式换热器适用于各种高温、高压、复杂介质等苛刻工艺条件。现服役于装置中的管壳式换热器大多为传统的垂直弓板换热器，换热效率较低，所以提高设备的换热效率、降低压力降成为冷换设备技术进步面临的主要问题。

同时，随着我国石油化工工业的发展，对所需要的与其配套的设备及部件的特殊要求也越来越多，抗腐蚀性即是各石化设备最主要的特殊要求之一，现有技术的管壳式换热器多采用价格昂贵的高合金耐腐蚀材料制作的换热管，而换热管是换热设备中的主要部件之一，这样不仅换热管的成本高、机加工难度大，增加了设备的制造、使用成本，无形中也加大了最终产品换热器的成本。

实用新型内容

本实用新型的发明目的，在于改善壳程膜传热系数普遍偏低，影响整个设备换热效率的局面，我们作螺旋折流板换热器试验和研究开发。同时提供一种制造成本低，抗腐蚀性能好的碳钢渗铝螺旋折流板换热器。

本实用新型是通过以下技术方案实施的：设计一种碳钢渗铝螺旋折流板换热器，整体由换热管束，管板，螺旋折流板，拉杆，定距管，端盖和壳体构成；其特征是：

所述的换热管束设置为碳钢基材的换热管束表面复合有铝-碳钢共渗合金保护层，共渗合金保护层厚度δ＝0.1～0.5mm；铝-碳钢共渗合金保护层与碳钢基材结合为一体。

所述的管板设置为一块浮动管板和一块固定管板构成的复合结构；换热管束穿过折流板，一端定位在固定管板上，另一端定位在浮动管板上；

所述的螺旋折流板设置为扇形，相邻螺旋折流板错位搭接，一个螺距内的多块折流板在管束横断面上的弧形，错位构成近似圆形。

所述的拉杆上套有定距管，拉杆穿过折流板，定距管设置于一个螺距内相对应的两块折流扳之间。

上述的一种碳钢渗铝螺旋折流板换热器，其特征是所述的碳钢基材的管板，螺旋折流板，拉杆和定距管的表面，复合有铝-碳钢共渗合金保护层，共渗合金保护层厚度δ＝0.1～0.5mm；铝-碳钢共渗合金保护层与碳钢基材结合为一体。

上述的一种碳钢渗铝螺旋折流板换热器，其特征是所述的碳钢基材的端盖和壳体的内表面，复合有铝-碳钢共渗合金保护层，共渗合金保护层厚度δ＝0.1～0.5mm；铝-碳钢共渗合金保护层与碳钢基材结合为一体.

与现有技术比较，本实用新型的优点是：

1.螺旋折流板换热器壳程内的折流通道突破了传统垂直弓板折流换热器壳程内横向流多次折返的流动摸式，因此显著的改善了换热器的传热、压降、抗结垢及振动效果。

螺旋折流板换热器变传统垂直弓板多次180度折返横向流流动方式，减少了窗口区流体大角度折返的压头损失，为介质提高流速提供了可能。提高了流速就提高了Re数，因此可以大幅度提高膜传热系数。

螺旋折流板换热器以平稳的螺旋流动方式改善了传统垂直弓板的横向折返流造成的折流板后占换热面积五分之二左右的三角死区弊端，因此可增加有效换热面积提高整体换热效果。

2.换热管束复合有铝-碳钢共渗合金保护层，进一步管板，螺旋折流板，拉杆和定距管的表面，都复合有铝-碳钢共渗合金保护层，耐腐蚀性能好，在430℃，6％硫化氢氛围中，铝-碳钢共渗合金保护层设备表面生成稳定的氧化铝膜，比常用的1Cr18Ni9Ti不锈钢耐腐蚀性能提高2～3倍；在350℃，100％硫化氢氛围中，也有良好的耐腐蚀性；在200℃和400℃时比单纯基材碳钢耐高温环烷酸腐蚀性能提高5～10倍；耐腐蚀性能优异，使用寿命长。

3.加工、焊接性能好，碳钢基材表面复合的铝铁合金保护层，光滑、致密、均匀，不存在脆性区，弯折时不断不裂；焊接不会影响铝铁合金保护层性能。

4.采用了在碳钢基材表面，加工价格便宜的碳钢渗铝合金保护层，层具有与价格昂贵的高合金耐腐蚀材料同样的抗腐蚀能力，但却使换热管的制造及机加工容易实现，相同单位换热管的成本大幅度降低，从而大大的降低了设备的制造、使用成本。

可以广泛适用于固定、浮头、多程、管壳等多种形式管壳式换热器的场合，作为碳钢、合金钢换热管的高效、价廉、耐腐蚀的换代产品。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构形态示意图；

图2是从换热管端部的横截面局部放大剖视示意图；

图3是图1中A处(拉杆上套有定距管)的局部放大剖视示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步阐述.

图1中，1是换热管束；2是固定管板；3是浮动管板；4是螺旋折流板；5是拉杆；6是定距管；7是端盖；8是壳体。

图2中，1-1是换热管内腔；1-2是换热管的碳钢基材部；9-1是换热管内壁的铝-碳钢共渗合金保护层；9-2是换热管外壁的铝-碳钢共渗合金保护层。

图3中，6是定距管，其余标号同图1。

制造举例：

在壁厚2～2.5mm碳钢基材换热管的内、外表面，采用填充式粉末包埋渗铝装置处理获得的在碳钢基材整个内、外表面完整包复的铝铁合金复合保护层；光滑、致密、均匀地渗透扩散着一层厚度δ＝0.1～0.5mm的铝-碳钢共渗合金保护层；加工、制造、安装与普通碳钢制品基本相同.如果工艺需要，也可在管板，螺旋折流板，拉杆，定距管和端盖等部位的的表面设置铝-碳钢共渗合金层.

凡渗铝后不再进行机加工的零部件，均适用本实用新型的复合渗铝结构。

其余操作同一班管壳式换热器的组装操作即可。

Claims (3)

1.一种碳钢渗铝螺旋折流板换热器，整体由换热管束，管板，螺旋折流板，拉杆，定距管，端盖和壳体构成；其特征是：

所述的换热管束设置为碳钢基材的换热管束表面复合有铝-碳钢共渗合金保护层，共渗合金保护层厚度δ＝0.1～0.5mm；铝-碳钢共渗合金保护层与碳钢基材结合为一体。

所述的管板设置为一块浮动管板和一块固定管板构成的复合结构；换热管束穿过折流板，一端定位在固定管板上，另一端定位在浮动管板上；

所述的螺旋折流板设置为扇形，相邻螺旋折流板错位搭接，一个螺距内的多块折流板在管束横断面上的弧形，错位构成近似圆形。

所述的拉杆上套有定距管，拉杆穿过折流板，定距管设置于一个螺距内相对应的两块折流扳之间。

2.按照权利要求1所述的一种碳钢渗铝螺旋折流板换热器，其特征是所述的碳钢基材的管板，螺旋折流板，拉杆和定距管的表面，复合有铝-碳钢共渗合金保护层，共渗合金保护层厚度δ＝0.1～0.5mm；铝-碳钢共渗合金保护层与碳钢基材结合为一体。

3.按照权利要求1所述的一种碳钢渗铝螺旋折流板换热器，其特征是所述的碳钢基材的端盖和壳体的内表面，复合有铝-碳钢共渗合金保护层，共渗合金保护层厚度δ＝0.1～0.5mm；铝-碳钢共渗合金保护层与碳钢基材结合为一体。

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