CN105823348B - 双股流混合管束管壳式换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种双股流混合管束管壳式换热器，包括壳体、管板、法兰、封头、圆筒形隔板、螺旋管、螺旋肋条直管、普通直管、壳程进出口管、螺旋管管程进出口管、直管管程进出口管和耳式支座，其特征在于：由螺旋肋条直管和普通直管组成自支撑式直管束，用于代替传统缠绕管式换热器的芯筒，直管束的两端通过先胀后焊固定于管板上；所述螺旋管缠绕在直管束外，相邻两层螺旋管的缠绕方向相反，螺旋管两端通过先胀后焊固定于管板上；所述封头、圆筒形隔板与法兰组成管箱，圆筒形隔板一端焊接于封头内侧，另一端与管板上的圆形槽接合密封，并将管箱分成两个空间，分别对应于直管管程和螺旋管管程。本发明增大了换热面积，换热效率更高。
Description
技术领域
本发明涉及管壳式换热器技术领域，特别涉及一种双股流混合管束管壳式换热器。
背景技术
换热器是调节工艺介质温度和回收余热从而实现节能降耗的关键设备之一。绕管换热器是一种特殊的管壳式换热器，与一般管壳式换热器相比，绕管换热器具有传热系数大、结构紧凑、管程结垢倾向小、运行费用省、占用空间小等优点，在大型空气分离装置的过冷器及液化器（液体氧、液体氨）中应用广泛，同时也广泛应用于制药、食品、石油、化工、冶金、电力、纺织和暖通等领域。
现有的缠绕管式换热器主要有壳体、芯筒和螺旋管束等零部件，芯筒为两端焊接固定于管板的封闭圆筒，位于换热器中心起支撑螺旋管的作用，这种结构导致芯筒部分不参与换热，浪费了换热器的空间，减少了换热面积，使换热器不够紧凑，换热效率有待提高。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种双股流混合管束管壳式换热器，用自支撑式直管束代替芯筒，增加了换热面积，将传统绕管式换热器芯筒部分占据的空间加以利用，提高了换热器换热效率。
本发明所采用的技术方案是：一种双股流混合管束管壳式换热器，包括壳体、管板、法兰、封头、圆筒形隔板、螺旋管、螺旋肋条直管、普通直管、壳程进出口管、螺旋管管程进出口管、直管管程进出口管和耳式支座。其特征在于：由螺旋肋条直管和普通直管组成自支撑式直管束，用于代替传统缠绕管式换热器的芯筒，直管束的两端通过先胀后焊固定于管板上；所述螺旋管缠绕在直管束外，相邻两层螺旋管的缠绕方向相反，螺旋管两端通过先胀后焊固定于管板上；所述封头、圆筒形隔板与法兰组成管箱，圆筒形隔板一端焊接于封头内侧，另一端与管板上的圆形槽对接密封，并将管箱分成两个空间，分别对应于直管管程和螺旋管管程。
所述管板对应于管箱的平面上加工出一圆形槽，用于与圆筒形隔板对接。
所述普通直管和螺旋肋条直管均采用较大直径的管材，可选用碳钢管或不锈钢管，而所述螺旋管采用较小直径的管材，可选用不锈钢管或铜管。
所述自支撑式直管束按同心圆形布管，其内层布置螺旋肋条直管，最外层布置普通直管，直管间靠螺旋肋条形成自支撑。
所述螺旋管由内向外逐层缠绕在自支撑式直管束上，螺旋管的层与层之间沿圆周间隔90º或60º设置2～6mm厚的金属隔条，螺旋管的管端与管板连接处采用先胀后焊方式固定。
所述螺旋肋条管是在普通直管外壁缠绕螺旋金属肋条，肋条的高度等于管间距，肋条两端通过点焊固定于直管上。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：一是用自支撑式直管束代替了传统绕管式换热器的芯筒，充分利用了芯筒部分所占的空间，增加了换热面积，提高了换热效率；二是自支撑式直管束与螺旋管束构成了混合管束，使换热器结构更紧凑，并改善了换热器壳程流体的流动空间；三是用圆筒形隔板把管箱分成两个空间，从而实现了管程双股流。
附图说明
图1为双股流混合管束管壳式换热器结构示意图。
图2为双股流混合管束管壳式换热器管板的主视图。
附图标记：1-封头；2-圆筒形隔板；3-壳体；4-耳式支座；5-壳程流体出口管；6-法兰；7-管板；8-直管管程流体进口管；9-螺旋管管程流体进口管；10-螺旋肋条直管；11-普通直管；12-螺旋管；13-壳程流体进口管；14-螺旋管管程流体出口管；15-直管管程流体出口管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
双股流混合管束管壳式换热器的组装过程：首先将螺旋肋条直管和普通直管由内层向外层逐层逐个插入一侧管板，接着再将直管逐根插入另一侧管板，然后通过先胀后焊的方式将所有直管与管板固定，组成自支撑式直管束；将螺旋管由内向外逐层缠绕在自支撑式直管束上，螺旋管层与层之间设置若干隔条，相邻层螺旋管束旋向相反，螺旋管管端与管板采用先胀后焊方式固定；将换热管束整体装入壳体，并将管板与壳体焊接；最后将带有圆筒形隔板的封头加装在壳体两端，并与壳体法兰连接固定。
换热器工作时，壳程流体从进口管13流入，在壳体内轴向冲刷直管管束和螺旋管管束，并与直管和螺旋管进行对流换热，从出口管5流出。直管管程和螺旋管管程对应两种不同换热介质，从直管管程流体进口管8和螺旋管管程流体进口管9分别流入直管管束10、11和螺旋管管束12，并与壳程流体交换热量，最终从直管管程流体出口管15和螺旋管管程流体出口管14流出。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种双股流混合管束管壳式换热器，包括壳体、管板、法兰、封头、圆筒形隔板、螺旋管、螺旋肋条直管、普通直管、壳程进出口管、螺旋管管程进出口管、直管管程进出口管和耳式支座，其特征在于：由螺旋肋条直管和普通直管组成自支撑式直管束，用于代替传统缠绕管式换热器的芯筒，直管束的两端通过先胀后焊固定于管板上；所述自支撑直管束按同心圆形布管，其内层布置螺旋肋条直管，最外层布置普通直管，直管间靠螺旋肋条形成自支撑；所述螺旋管缠绕在直管束外，螺旋管两端通过先胀后焊固定于管板上；所述管板对应于管箱的平面上加工出一圆形槽，用于与圆筒形隔板对接；所述封头、圆筒形隔板与法兰组成管箱，圆筒形隔板一端焊接于封头内侧，另一端与管板上的圆形槽对接密封，并将管箱分成两个空间，分别对应于直管管程和螺旋管管程。
2.根据权利要求1所述的双股流混合管束管壳式换热器，其特征在于：所述普通直管和螺旋肋条直管均采用较大直径的管材，而所述螺旋管采用较小直径的管材。
3.根据权利要求1所述的双股流混合管束管壳式换热器，其特征在于：所述螺旋肋条管是在普通直管外壁缠绕螺旋金属肋条，肋条的高度等于管间距，肋条两端通过点焊固定于直管上。
4.根据权利要求1所述的双股流混合管束管壳式换热器，其特征在于：所述螺旋管由内向外逐层缠绕在自支撑式直管束上，螺旋管的层与层之间沿圆周间隔90º或60º设置2～6mm厚的金属隔条。
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