CN211204991U - 一种新型的折流杆换热器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型的折流杆换热器装置，包括壳体，壳体内壁设有折流环，折流环上分别以X轴、Y轴方向设置多根折流杆，以X轴、Y轴设置的多根折流杆内设有多根换热管。本实用新型的有益效果：通过采用杆式支撑代替折流板支撑的折流杆换热器，不但解决了流体的诱导振动，而且由于流体的流动方向和状态的改变，使传热死区也得以消除。此结构必然会提高壳程流体速度，流速比单弓形挡板可提高两倍以上。流速的加快，流体对管外液膜的剪力加大，从而使液膜变薄，再加上折流杆干扰流体的流动，产生漩涡和湍动也起减薄液膜的作用，从而大大地提高了传热系数。

Description

一种新型的折流杆换热器装置

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，具体为一种新型的折流杆换热器装置。

背景技术

一般折流板结构都是弓形折流板，少数有圆环形折流板、矩形折流板、折流杆、格栅折流板以及其它折流板，多以弓形折流板结构较多，其流体在壳体中的简化流动状态如图7、8所示，图中标有A的为传热主区，流体在此区域内横向冲击管束，呈错流传热，在较低的Re数下便能达到湍流状态，85%左右的热传递在此区域内完成；标有B的区域是顺流区，流体与管束呈平行流，在此区域内所完成的热传递只占15%左右；标有C的区域是涡流区，流体在此区域内原地不动或相对停滞，在此区域内，小的涡流再循环会使流体温度很快与管子的表面温度趋于平衡，而由于流体相对静止，使其热混合程度极小，因此称之为传热死区,当弓形切口为75%时，B、C区域占总传热面积的（25~30）%，即设备有（25~30）%的能力没有得到充分地发挥。

为了便于装配管束，折流板的管孔都要大于管径，管子固定不紧，因此这类换热器易产生振动，往往使管子与管板的焊接接头破裂，折流板管孔处的管子磨穿，使用寿命短。减少振动最有效地方法是缩短折流板的间距或降低流体的速度，但增多折流板将导致壳程阻力增大和传热死区增大，能耗增加，有效传热面积变小，而要降低流体的流速又会使换热器的尺寸增大，效率降低，成本提高，因此上述两种方法都是不经济的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型的折流杆换热器装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型的折流杆换热器装置，包括壳体，所述壳体内壁设有折流环，所述折流环上分别以X轴、Y轴方向设置多根折流杆，以X轴、Y轴设置的多根所述折流杆内设有多根换热管。

优选的，以X轴、Y轴方向设置的多根所述折流杆呈网格状与所述折流环连接。

优选的，X轴方向的所述折流杆设置于Y轴方向的所述折流杆上端。

优选的，所述换热管贯穿呈网格状的所述折流杆之间。

优选的，以X轴、Y轴设置的多根所述折流杆之间的间距与多根所述换热管直径相匹配。

优选的，所述壳体内设有多个所述折流环与所述折流杆。

优选的，所述壳体与多个所述折流环之间设有多根用于固定所述折流环的固定杆。

有益效果

通过采用杆式支撑代替折流板支撑的折流杆换热器，不但解决了流体的诱导振动，而且由于流体的流动方向和状态的改变，使传热死区也得以消除。此结构必然会提高壳程流体速度，流速比单弓形挡板可提高两倍以上。流速的加快，流体对管外液膜的剪力加大，从而使液膜变薄，再加上折流杆干扰流体的流动，产生漩涡和湍动也起减薄液膜的作用，从而大大地提高了传热系数。

附图说明

图1为本实用新型的壳体内剖视示意图；

图2为本实用新型的换热管与折流杆结构示意图；

图3为本实用新型的换热管与折流杆的主视示意图；

图4为本实用新型的换热管结构示意图；

图5为本实用新型的换热管与折流杆的局部放大示意图；

图6为本实用新型的整体结构示意图；

图7为现有技术中流体状态示意图；

图8为现有技术中流体状态示意图。

附图标记

1-壳体，2-折流环，3-折流杆，4-换热管。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例

如图1-6所示，一种新型的折流杆换热器装置，包括壳体1，壳体1内壁设有折流环2，折流环2上分别以X轴、Y轴方向设置多根折流杆3，以X轴、Y轴设置的多根折流杆3内设有多根换热管4。

优选的，以X轴、Y轴方向设置的多根折流杆3呈网格状与折流环2连接。

优选的，X轴方向的所述折流杆3设置于Y轴方向的折流杆3上端。

优选的，换热管4贯穿呈网格状的折流杆3之间。

优选的，以X轴、Y轴设置的多根折流杆3之间的间距与多根换热管4直径相匹配。

优选的，壳体1内设有多个折流环2与折流杆3。

优选的，壳体1与多个折流环2之间设有多根用于固定折流环2的固定杆。

通过采用杆式支撑代替折流板支撑的折流杆换热器，不但解决了流体的诱导振动，而且由于流体的流动方向和状态的改变，使传热死区也得以消除。折流杆换热器的壳程流体为平行管束的轴向流动，当进口处流体流动分配较好时，可使得管束整个横截面上流动均匀分布，而使传热面得以充分地利用。虽然平行流时的传热系数较横向流时的传热系数偏低，但是改用折流杆支承后，流体经过这些杆系时产生脱体现象，在后面产生漩涡尾流，流体的流动速度越大，湍动得越激烈，从而加强了传热效果，在漩涡强度减弱后，流体通过后面的折流杆又产生新的漩涡和节流，这样能在换热器的整个长度和传热面上都有较均匀的漩涡产生；另外，此种结构必然会提高壳程流体速度，流速比单弓形挡板可提高两倍以上。流速的加快，流体对管外液膜的剪力加大，从而使液膜变薄，再加上折流杆干扰流体的流动，产生漩涡和湍动也起减薄液膜的作用，从而大大地提高了传热系数。

栅格形状在纵向流动图案的顶部引起局部横流分量，这共同改善了管表面处的传热特性, 边界层的破裂沿着热交换器的长度在每个扩展的金属挡板处重复出现，导致较低的液压阻力，同时保持较高的热传递, 压力损失有效地转化为改进的传热，并且与节流挡板相比，在相同流体速度下的传热显着更高, 壳侧纵向流动的直接结果, 热交换器中的管振动被有效地消除，明显降低了机械损坏的风险,换热器中壳侧液体的纵向接近纯逆流，因此，它们可以在相同的接近温度下提供更高的热负荷。

液体/液体和气体/气体到冷凝和沸腾的广泛应用中得到了验证,在原油预热系统的结垢服务中，通常在传统的分段设计中发现的死区降低了热交换器的性能，同时在操作期间压降增加。然而，对于新型的折流杆换热器装置，由于纵向流动，在新型折流杆后面没有产生死区，并且热性能提高了50％以上。通过在每个挡杆上完全支撑所有换热管来消除振动。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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性的保护范围之内的实用新型内容。

Claims (7)

1.一种新型的折流杆换热器装置，包括壳体(1)，其特征在于：所述壳体(1)内壁设有折流环(2)，所述折流环(2)上分别以X轴、Y轴方向设置多根折流杆(3)，以X轴、Y轴设置的多根所述折流杆(3)内设有多根换热管(4)。

2.根据权利要求1所述的新型的折流杆换热器装置，其特征在于：以X轴、Y轴方向设置的多根所述折流杆(3)呈网格状与所述折流环(2)连接。

3.根据权利要求1所述的新型的折流杆换热器装置，其特征在于：X轴方向的所述折流杆(3)设置于Y轴方向的所述折流杆(3)上端。

4.根据权利要求1所述的新型的折流杆换热器装置，其特征在于：所述换热管(4)贯穿呈网格状的所述折流杆(3)之间。

5.根据权利要求1所述的新型的折流杆换热器装置，其特征在于：以X轴、Y轴设置的多根所述折流杆(3)之间的间距与多根所述换热管(4)直径相匹配。

6.根据权利要求1所述的新型的折流杆换热器装置，其特征在于：所述壳体(1)内设有多个所述折流环(2)与所述折流杆(3)。

7.根据权利要求1所述的新型的折流杆换热器装置，其特征在于：所述壳体(1)与多个所述折流环(2)之间设有多根用于固定所述折流环(2)的固定杆。

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