專利名稱：管殼式換熱器格柵支承折流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及換熱設(shè)備技術(shù)，具體是一種管殼式換熱器格柵支承折流裝置。
背景技術(shù)：
管殼式換熱器是化工、石油化工、制冷、動(dòng)力、冶金、制藥等工業(yè)廣泛應(yīng)用的換熱設(shè)備。為了提高設(shè)備的換熱效率，人們對換熱管已有了廣泛深入的研究，多種高效換熱管已實(shí)現(xiàn)商品化，普遍應(yīng)用于相變傳熱強(qiáng)化，無相變傳熱強(qiáng)化，氣、液、固三相流等換熱過程。作為一種換熱設(shè)備僅僅解決換熱管的效率是不夠的，因此有了對殼程傳熱強(qiáng)化的研究。殼程的支承和折流裝置適合各種操作工況。在管殼式換熱器的殼程設(shè)置支承折流裝置，即在管束的管與管之間起一個(gè)支承作用，同時(shí)可改變流體在管束內(nèi)的流向與流速，可使殼程流體在低流速下達(dá)湍流，增加了傳熱膜系數(shù)。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，過程單臺換熱設(shè)備的熱負(fù)荷及重量有向大型發(fā)展的趨勢，因此迫切需要換熱效率高，流體流動(dòng)阻力小的換熱設(shè)備。管殼式換熱器關(guān)鍵的技術(shù)問題是要有高效的換熱管和低阻力的殼程支承與折流裝置。
現(xiàn)有殼程支承折流裝置傳統(tǒng)的有弓形折流檔板，盤環(huán)形折流檔板，雙弓、三弓形折流擋板等，其不足之處主要是存在流動(dòng)死角、流體阻力大的缺陷。折流桿管殼式換熱器可實(shí)現(xiàn)單筒體、純逆流的換熱過程，開拓了緊湊型換熱器先驅(qū)，其缺陷是對大管束、大管徑超6米管長的凸現(xiàn)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的不足。
在我國冶金工業(yè)，電鋅制酸系統(tǒng)中年產(chǎn)量超過100kt生產(chǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化換熱設(shè)備換熱器的殼程DN通常在2米以上，工藝氣體中含有大量的粉塵和其它雜質(zhì)，在低溫時(shí)有酸水析出與粉塵按觸形成酸混泥使在轉(zhuǎn)換熱器的支承擋板上導(dǎo)致積灰積垢，加速了換熱管的腐蝕降低了傳熱效率。折流桿殼程支承結(jié)構(gòu)，避免和減輕了殼程積灰積垢的程度，實(shí)現(xiàn)了單殼程的純逆流操作，具有傳熱效率高，流體阻力小的特點(diǎn)，但隨著生產(chǎn)裝置的產(chǎn)量增大，在標(biāo)準(zhǔn)管間距下，隨著殼徑的增大，折流桿的剛性和強(qiáng)度明顯降低，尤其是在臥式管殼式換熱器中承重是一個(gè)致命弱點(diǎn)和運(yùn)輸中的隱患。如果增大折流桿的線徑，勢必帶來換熱器殼徑的增大和設(shè)備費(fèi)增加，單排折流桿裝置的單根換熱管只有兩個(gè)支承點(diǎn)，相鄰兩個(gè)單元也僅四個(gè)支點(diǎn)在大直徑的管殼式換熱器中不可避免存在管子振動(dòng)，尤其臥式換熱器有可能產(chǎn)生共振，嚴(yán)重影響換熱器長期操作運(yùn)行和設(shè)備的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種強(qiáng)度高、剛性強(qiáng)、換熱效率高的管殼式換熱器格柵支承折流裝置。
本發(fā)明的管殼式換熱器格柵支承折流裝置，包括換熱管、換熱器殼體，其特點(diǎn)是還包括格柵、限定圓環(huán)，所述換熱管通過格柵多點(diǎn)挾持支承，所述格柵是由兩塊格柵板交錯(cuò)90°反復(fù)排列成具有四個(gè)卡弧形、八個(gè)支承點(diǎn)的格柵，所述每對格柵板以相同間距平行布置并焊接于限定圓環(huán)內(nèi)。
所述格柵每塊格柵板單邊包裹支撐換熱管，形成的包角α通過下式確定α＝180°-2〔tg(t-d)/(t/2)〕，式中t為換熱管間距，d為換熱管外徑。
本發(fā)明提出的管殼式換熱器格柵支承折流裝置不改變現(xiàn)有管殼式換熱器的基本結(jié)構(gòu)，在殼程采用格柵支承折流裝置，所述換熱管通過格柵多點(diǎn)挾持支承，提高了管殼式換熱器管束尤其是大管束的強(qiáng)度、剛性，使殼程流體達(dá)到更均勻分布，防止在高流速下?lián)Q熱管產(chǎn)生振動(dòng)，從而達(dá)到穩(wěn)定操作，降低了殼程流體的流動(dòng)阻力，提高了換熱器換熱效率。
本發(fā)明可廣泛用于軸向流的立式和臥式管殼式換熱器、管殼式冷凝器等。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果1.本發(fā)明的裝置，可使直徑(DN＞1200)以上的管殼式換熱器殼程支承和折流裝置的強(qiáng)度、剛性的提高，防止和減少高流速下引起的管束和整臺設(shè)備的振動(dòng)，消除管束因?qū)χ亓康某兄禺a(chǎn)生撓度。
2.本發(fā)明的裝置，可有效保持殼程流體的壓均衡分布，進(jìn)而大幅度降低殼程流體的阻力，為進(jìn)一步提高流體流速到強(qiáng)化殼程流體的傳熱膜系數(shù)。
3.本發(fā)明在大直徑管殼式換熱器中應(yīng)用具有其優(yōu)異的管束結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛性促進(jìn)換熱效率提高。


圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的管殼式換熱器格柵支承折流裝置包括換熱管3、換熱器殼體4、格柵1、限定圓環(huán)2，所述換熱管3通過格柵1多點(diǎn)挾持支承，所述格柵1是由兩塊格柵板交錯(cuò)90°反復(fù)排列成具有四個(gè)卡弧形、八個(gè)支承點(diǎn)的格柵1，所述每對格柵板以相同間距平行布置并焊接于限定圓環(huán)2內(nèi)。
本發(fā)明是在管殼式換熱器的基礎(chǔ)上，增加格柵和限定圓環(huán)。所述格柵可采用板材或線材，設(shè)計(jì)格柵時(shí)，先確定換熱管間距t，根據(jù)管間距t選取格柵板材厚度δ或線材直徑φ，使得δ或φ為t的1/2。將板材或線材經(jīng)擠壓成型后，使用模板與限定圓環(huán)對接成型，然后將其置于管殼式換熱器中固定即可。
權(quán)利要求
1.一種管殼式換熱器格柵支承折流裝置，包括換熱管、換熱器殼體，其特征在于還包括格柵、限定圓環(huán)，所述換熱管通過格柵多點(diǎn)挾持支承，所述格柵是由兩塊格柵板交錯(cuò)90°反復(fù)排列成具有四個(gè)卡弧形、八個(gè)支承點(diǎn)的格柵，所述每對格柵板以相同間距平行布置并焊接于限定圓環(huán)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管殼式換熱器格柵支承折流裝置，其特征在于所述格柵的每塊格柵板單邊包裹支撐換熱管，所形成包角α通過下式確定α＝180°-2〔tg(t-d)/(t/2)〕，式中t為換熱管間距，d為換熱管外徑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種管殼式換熱器格柵支承折流裝置，包括換熱管、換熱器殼體，還包括格柵、限定圓環(huán)。所述格柵是由兩塊格柵板交錯(cuò)90°反復(fù)排列成具有四個(gè)卡弧形、八個(gè)支承點(diǎn)的格柵。所述換熱管通過格柵多點(diǎn)挾持支承，提高了管殼式換熱器管束尤其是大管束的強(qiáng)度、剛性，使殼程流體達(dá)到更均勻分布，防止在高流速下?lián)Q熱管產(chǎn)生振動(dòng)，從而達(dá)到穩(wěn)定操作，降低了殼程流體的流動(dòng)阻力，提高了換熱器換熱效率。本發(fā)明可廣泛用于軸向流的立式和臥式管殼式換熱器、管殼式冷凝器等換熱設(shè)備。
文檔編號F28F9/00GK1834566SQ20061003393
公開日2006年9月20日 申請日期2006年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月28日
發(fā)明者陸應(yīng)生, 高學(xué)農(nóng), 張正國, 廖建秋, 陸先達(dá) 申請人:華南理工大學(xué)