V形周期桿式支撐換熱器傳熱強化裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種換熱設備，具體的說，涉及了一種V形周期桿式支撐換熱器傳熱強化裝置。
【背景技術】
[0002]管殼式換熱器的管束支撐結構除了起到支撐管束的作用外，還起到影響殼程流體流形和流速的作用，直接決定了換熱器的流體流動和傳熱性能。
[0003]現(xiàn)有的桿式支撐換熱器包括殼體和安裝在殼體內的管束，采用桿式柵替代傳統(tǒng)弓形折流板換熱器中的弓形擋板，桿式柵包括定位圈和平行安裝在該定位圈中的長短不一的多根擋桿，擋桿的兩端分別固定在定位圈內側，形成柵欄形狀的結構，這種結構有效的解決了弓形折流板換熱器殼程流體流動流阻大、傳熱系數(shù)低、存在流動死區(qū)，易結垢等缺點，產生了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
[0004]但是對于桿式支撐換熱器局部性能的優(yōu)化和研宄工作依然有很長的路要走，如圖1所示，這是現(xiàn)有的桿式支撐換熱器殼程流體流動充分發(fā)展區(qū)域局部截面流線分布圖，殼程流線僅在近桿式支撐部位出現(xiàn)彎曲、變形現(xiàn)象，殼程流體流動在距桿式支撐區(qū)域近處及距桿式支撐區(qū)域較遠處呈現(xiàn)出兩種不同的流動狀態(tài)。而現(xiàn)有的研宄表明，距桿式支撐區(qū)域較近處的殼程流線存在的彎曲、擾動現(xiàn)象能夠促進換熱器的傳熱強化性能，而距桿式支撐區(qū)域較遠處的殼程流線基本沿換熱器軸線方向，換熱器在此區(qū)域性能較差。
[0005]為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術解決方案。

【發(fā)明內容】

[0006]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，從而提供一種設計科學、優(yōu)化局部流體擾動能力、減少流體擾動死角、提高傳熱系數(shù)、換熱能力更優(yōu)的V形周期桿式支撐換熱器傳熱強化裝置。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術方案是:一種V形周期桿式支撐換熱器傳熱強化裝置，包括殼體、安裝在殼體內的管束以及支撐所述管束的N組V形桿式柵組，每組V形桿式柵組均包括呈V形排布的第一桿式柵和第二桿式柵，N是不小于I的自然數(shù)。
[0008]基上所述，所述第一桿式柵中的擋桿橫向排布，所述第二桿式柵中的擋桿豎向排布。
[0009]基上所述，所述第一桿式柵中的擋桿豎向排布，所述第二桿式柵中的擋桿橫向排布。
[0010]基上所述，每組V形桿式柵組中的第一桿式柵與豎直平面所形成的夾角為10.5° 。
[0011]基上所述，每組V形桿式柵組中的第二桿式柵與豎直平面所形成的夾角為10.5° 。
[0012]基上所述，每組V形桿式柵組還包括設于所述第一桿式柵和所述第二桿式柵之間的第三桿式柵和第四桿式柵，所述第三桿式柵與所述第一桿式柵平行設置，所述第四桿式柵與所述第二桿式柵平行設置，所述第三桿式柵和所述第四桿式柵呈V形排布。
[0013]基上所述，它還包括拉桿，各桿式柵的定位圈內端設置拉桿孔，所述拉桿依次穿過各桿式柵的拉桿孔，相鄰兩桿式柵之間的拉桿上套設定距管。
[0014]本實用新型相對現(xiàn)有技術具有實質性特點和進步，具體的說，本實用新型將現(xiàn)有的桿式支撐換熱器中的桿式柵傾斜放置，并形成多組V形的桿式柵組，增加了桿式支撐換熱器局部及殼程整體流體流動的擾動程度，這種結構縮短了部分桿式柵之間的間距，能夠減少流體擾動死角，同時，由于桿式柵非平行排布，殼程流體的流向從整體上被擾亂，能夠明顯提高換熱效率，強化傳熱性能。
[0015]進一步的，桿式柵中的擋桿依次按照橫、豎交錯的順序排布，能夠加強對流體流向的擾動程度。
[0016]進一步的，桿式柵與豎直平面呈10.5°的夾角時，起到的擾動能力最大化，同常規(guī)桿式支撐換熱器相比，具有10.5°傾角結構的V形周期桿式支撐換熱器殼程傳熱性能提高
5.5%左右，壓力損失降低6%左右，換熱器綜合性能提尚12.5%左右。
[0017]進一步的，設置第三桿式柵和第四桿式柵，形成雙V型的周期結構，能夠進一步減少流體擾動死角，使得“距桿式支撐區(qū)域較遠處”這一區(qū)域變少甚至消失，進一步強化了流體的擾動能力，改善換熱器的性能，達到提高換熱器換熱能力的目的。
[0018]進一步的，它還包括拉桿，各桿式柵的定位圈內端設置拉桿孔，所述拉桿依次穿過各桿式柵的拉桿孔，相鄰兩桿式柵之間的拉桿上套設定距管，方便裝卸、維護和清潔，定距管方便桿式柵定位。
[0019]其具有設計科學、優(yōu)化局部流體擾動能力、減少流體擾動死角、提高傳熱系數(shù)、換熱能力更優(yōu)的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0020]圖1是現(xiàn)有桿式支撐換熱器殼程流體流動充分發(fā)展區(qū)域局部截面流線分布圖。
[0021]圖2是實施例1中桿式柵排布的結構原理圖。
[0022]圖3是實施例1中桿式柵排布的結構示意圖之一。
[0023]圖4是實施例1中桿式柵排布的結構示意圖之二。
[0024]圖5是實施例1中V形周期桿式支撐換熱器傳熱強化裝置殼程流體流動充分發(fā)展區(qū)域局部截面流線分布圖。
[0025]圖6是實施例2中桿式柵排布的結構示意圖。
[0026]圖中:1.V形桿式柵組；2.殼體；3.第一桿式柵；4.第二桿式柵；5.擋桿；6.定位圈；7.第三桿式柵；8.第四桿式柵。
【具體實施方式】
[0027]下面通過【具體實施方式】，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
[0028]實施例1
[0029]如圖2-5所示，一種V形周期桿式支撐換熱器傳熱強化裝置，包括殼體2、安裝在殼體2內的管束以及支撐所述管束的N組V形桿式柵組I，每組V形桿式柵組I均包括呈V形排布的第一桿式柵3和第二桿式柵4，N是不小于I的自然數(shù)，組數(shù)依照換熱器的尺寸設置，每組V形桿式柵組I中，所述第一桿式柵3中的桿5橫向排布，所述第二桿式柵4中的擋桿5豎向排布，整體上的桿式柵的擋桿5依次按照橫、豎交錯的順序排布。以上結構的排布一方面減少了“距桿式支撐區(qū)域較遠處”這一區(qū)域，另一方面，由于桿式柵的布局，導致殼程流體的擾動程度增加，減少了殼程流體擾動死角，明顯的提高了傳熱效率，強化了換熱器的性能。
[0030]隨桿式柵與豎直平面夾角(即圖2所示的α角)的增大，換熱器殼程局部性能得到改善，殼程整體傳熱系數(shù)增加。當桿式柵與豎直平面夾角為10.5 °時，繼續(xù)增大桿式柵的傾角，換熱器殼程傳熱系數(shù)下降，換熱器綜合性能降低。
[0031]故α角為10.5 °時，V形周期桿式支撐換熱器裝置性能達到最優(yōu)。
[0032]其他實施例中，所述第一桿式柵3中的擋桿5豎向排布，所述第二桿式柵4中的擋桿5橫向排布，桿式柵中的擋桿5依次按照豎、橫交錯的順序排布，即該桿式柵排布的規(guī)則滿足橫豎交錯布置即可。
[0033]實施例2
[0034]如圖6所示，本實施例與以上實施例的區(qū)別在于:每組V形桿式柵組I還包括設于所述第一桿式柵3和所述第二桿式柵4之間的第三桿式柵7和第四桿式柵8，所述第三桿式柵7與所述第一桿式柵3平行設置，所述第四桿式柵8與所述第二桿式柵4平行設置，所述第三桿式柵7和所述第四桿式柵8呈V形排布，其目的是為了進一步減小“距桿式支撐區(qū)域較遠處”這一區(qū)域，同時，由于增加了桿式柵的數(shù)量，殼程流體的擾動程度被進一步加大，性能得到進一步提升。
[0035]在其它實施例中，可以通過以上形式增加更多桿式柵，使殼程流體的換熱性能進一步得到提升。
[0036]它還包括拉桿，各桿式柵的定位圈內端設置拉桿孔，所述拉桿依次穿過各桿式柵的拉桿孔，相鄰兩桿式柵之間設置定距管，目的是為了方便裝卸、清洗和維護，定距管可以限定桿式柵之間的距離，起到定位作用，也可以通過其它常規(guī)的安裝方法進行安裝。
[0037]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本實用新型的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技術方案的精神，其均應涵蓋在本實用新型請求保護的技術方案范圍當中。
【主權項】
1.一種V形周期桿式支撐換熱器傳熱強化裝置，其特征在于:包括殼體、安裝在殼體內的管束以及支撐所述管束的N組V形桿式柵組，每組V形桿式柵組均包括呈V形排布的第一桿式柵和第二桿式柵，N是不小于I的自然數(shù)。2.根據(jù)權利要求1所述的V形周期桿式支撐換熱器傳熱強化裝置，其特征在于:所述第一桿式柵中的擋桿橫向排布，所述第二桿式柵中的擋桿豎向排布。3.根據(jù)權利要求1所述的V形周期桿式支撐換熱器傳熱強化裝置，其特征在于:所述第一桿式柵中的擋桿豎向排布，所述第二桿式柵中的擋桿橫向排布。4.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的V形周期桿式支撐換熱器傳熱強化裝置，其特征在于:每組V形桿式柵組中的第一桿式柵與豎直平面所形成的夾角為10.5°。5.根據(jù)權利要求4所述的V形周期桿式支撐換熱器傳熱強化裝置，其特征在于:每組V形桿式柵組中的第二桿式柵與豎直平面所形成的夾角為10.5°。6.根據(jù)權利要求1、2、3、5中任一項所述的V形周期桿式支撐換熱器傳熱強化裝置，其特征在于:每組V形桿式柵組還包括設于所述第一桿式柵和所述第二桿式柵之間的第三桿式柵和第四桿式柵，所述第三桿式柵與所述第一桿式柵平行設置，所述第四桿式柵與所述第二桿式柵平行設置，所述第三桿式柵和所述第四桿式柵呈V形排布。7.根據(jù)權利要求6所述的V形周期桿式支撐換熱器傳熱強化裝置，其特征在于:它還包括拉桿，各桿式柵的定位圈內端設置拉桿孔，所述拉桿依次穿過各桿式柵的拉桿孔，相鄰兩桿式柵之間的拉桿上套設定距管。
【專利摘要】本實用新型提供一種V形周期桿式支撐換熱器傳熱強化裝置，包括殼體、安裝在殼體內的管束以及支撐所述管束的N組V形桿式柵，每組V形桿式柵均包括呈V形排布的第一桿式柵和第二桿式柵，N是不小于1的自然數(shù)。該V形周期桿式支撐換熱器傳熱強化裝置具有設計科學、優(yōu)化局部流體擾動能力、減少流體擾動死角、提高傳熱系數(shù)、換熱能力更優(yōu)的優(yōu)點。
【IPC分類】F28F9/24
【公開號】CN204649061
【申請?zhí)枴緾N201520322880
【發(fā)明人】王珂, 許偉峰, 董曉琳, 劉遵超, 靳遵龍, 王永慶, 劉敏珊
【申請人】鄭州大學
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月19日