一種管束自支承式換熱器的製造方法
2023-05-06 03:47:26
一種管束自支承式換熱器的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種管束套管孔板支承式換熱器，包括管式換熱器，所述管式換熱器內的換熱管束通過套裝在單根換熱管外的固定套管互相支承，換熱管束周向通過支持板支承固定。固定套管壓制凹槽與換熱管之間緊密連接。與現有技術相比，本發明的有益效果是：1)殼程中的介質在換熱管之間形成複雜的連續、均勻流道，提高了其湍流程度，減薄了流動的邊界層，減小了傳熱阻力，從而提高了換熱效率；2)設備體積小，製造成本低；3)殼程內無折流板，消除了殼程內的流動死區，降低了殼程介質的壓降：4)殼程內無盲區，不易結垢；殼程中流速較高，降低了介質中雜質的堆積：5)孔板上開設大面積通孔，相較於傳統的折流板，換熱管安裝及拆卸十分方便。
【專利說明】一種管束自支承式換熱器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種管式換熱器，尤其涉及一種用於焦化工業中介質換熱的管束套管孔板支承式換熱器，能夠有效解決雜質堆積沉降，換熱效率低、殼程阻力大等問題。
【背景技術】
[0002]管式(又稱管殼式、列管式)換熱器是最典型的間壁式換熱器，它在工業上的應用有著悠久的歷史，而且至今仍在所有換熱器中佔據主導地位。管式換熱器主要由殼體、管束、管板和封頭等部分組成，殼體多呈圓形，內部裝有平行管束，管束兩端固定於管板上。
[0003]在管式換熱器內進行換熱的兩種流體，一種在管內流動，其行程稱為管程；一種在管外流動，其行程稱為殼程，管束的壁面即為傳熱面。為提高管外流體給熱係數，通常在殼體內安裝一定數量的橫向折流檔板，折流檔板不僅可防止流體短路，增加流體速度，還迫使流體按規定路徑多次錯流通過管束，使湍動程度大為增加。常用的檔板有圓缺形和整圓形兩種。流體在管內每通過管束一次稱為一個管程，每通過殼體一次稱為一個殼程。為提高管內流體的速度，在兩端封頭內設置隔板將全部管子平均分隔成若干組。這樣，流體可每次只通過部分管子而往返管束多次，稱為多管程。同樣，為提高管外流速，可在殼體內安裝縱向檔板使流體多次通過殼體空間，稱多殼程。
[0004]傳統管殼式換熱器通常存在換熱效率低，殼程介質雜質堆積，難清洗、結構複雜等缺點。隨著殼程支承趨於簡單化，近年來，出現了殼程不需要支承物即管程自支承結構。目前，已知的管束自支承形式有刺孔膜片式、扭曲橢圓管式、變截面管式等，但普遍存在製作加工困難、不易清洗、拆卸維修不方便的問題。
【發明內容】
[0005]本發明提供了一種新型的管束自支承式換熱器，利用固定套管實現支持板與換熱管之間的支撐與連接，有效提高換熱效率，減少殼程堆積雜質，此外還具有易拆卸、維修和清洗，設備佔地小、造價低等優點。
[0006]為了達到上述目的，本發明採用以下技術方案實現:
[0007]—種管束自支承式換熱器，包括管式換熱器，所述管式換熱器內的換熱管束通過套裝在單根換熱管外的固定套管互相支承，換熱管束周向通過支持板支承固定。
[0008]所述固定套管長度為I?1.5倍的換熱管波節長度，固定套管壓制與換熱管形狀相適應的凹槽實現與換熱管之間的緊密連接。
[0009]所述管式換熱器為浮頭式管式換熱器、U型管式換熱器或固定管板式換熱器中的任一種，其管程為單管程或多管程。
[0010]所述支持板為整圓形支持板，支持板上開設與換熱管束外部輪廓相適應的通孔，並根據單管程或多管程確定開孔面積。
[0011]所述換熱管為橫紋槽管、螺紋槽管、螺旋管、波紋管、縮放管或翅片管中的任一種。
[0012]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0013]1)殼程中的介質在換熱管之間形成複雜的連續、均勻流道，提高了其湍流程度，減薄了流動的邊界層，減小了傳熱阻力，從而提高了換熱效率；
[0014]2)由於換熱效率的提高，可使換熱面積減小，設備體積隨之下降，加之該換熱器無折流板，使得其製造成本大大降低；
[0015]3)由於殼程內無折流板，換熱管通過固定套管相互支承，殼程流體從固定套管之間的縫隙通過，因此消除了殼程內的流動死區，降低了殼程介質的壓降:
[0016]4)由於殼程內無盲區，因此，該換熱器不易結垢；另外，本換熱器特殊的支撐結構可以在殼程中形成較高的流速，從而也降低了介質中雜質的堆積:
[0017]5)孔板上開設大面積通孔，相較於傳統的折流板，換熱管安裝及拆卸十分方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明的結構示意圖。
[0019]圖2是支持板與換熱管束連接示意圖。
[0020]圖中:1.管箱2.管程物料入口 3.管程物料出口 4.管箱法蘭5.固定管板6.筒體法蘭7.殼程筒體8.殼程物料出口 9.殼程物料入口 10.換熱管11.鞍座12.筒體法蘭13.浮動管板14.外頭蓋法蘭15.外頭蓋16.分程隔板17.鉤圈18.浮頭法蘭19.浮頭20.固定套管21.支持板
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步說明:
[0022]見圖1，是本發明的結構示意圖，本發明一種管束自支承式換熱器，包括管式換熱器，所述管式換熱器內的換熱管束通過套裝在單根換熱管10外的固定套管20互相支承，換熱管束周向通過支持板21支承固定。
[0023]所述固定套管20長度為1?1.5倍的換熱管10波節長度，固定套管20壓制與換熱管10形狀相適應的凹槽實現與換熱管10之間的緊密連接。
[0024]所述管式換熱器為浮頭式管式換熱器、U型管式換熱器或固定管板式換熱器中的任一種，其管程為單管程或多管程。
[0025]所述支持板21為整圓形支持板，支持板21上開設與換熱管束外部輪廓相適應的通孔，並根據單管程或多管程確定開孔面積。
[0026]所述換熱管10為橫紋槽管、螺紋槽管、螺旋管、波紋管、縮放管或翅片管中的任一種。
[0027]下面以浮頭式管式換熱器為例對本發明一種管束自支承式換熱器的整體結構及工作原理說明如下:
[0028]如圖1所示，管箱1和管箱法蘭4相連，管箱1內設有分程隔板16將管程分為多程(根據具體情況確定程數)，管程物料入口 2、管程物料出口 3分別設在前端管箱1上下兩側。殼程筒體7和筒體法蘭6、筒體法蘭12相連，殼程筒體7下方設有鞍座11，殼程物料出口 8、殼程物料入口 9分別設在殼程筒體7兩側。固定管板5置於管箱法蘭4和筒體法蘭6之間，浮動管板13置於鉤圈17、浮頭法蘭18之間。浮頭法蘭18與浮頭19，外頭蓋15和外頭蓋法蘭法蘭14相連。
[0029]換熱管束固定在固定管板5和浮頭法蘭18之間，每根換熱管10上間隔一定距離、對應支持板21處設有固定套管20，固定套管20長度不小於換熱管10 —個波節的長度，固定套管20經壓制後與換熱管形狀吻合，兩者之間形成緊密連接，作用在支持板21上，實現管束自支承。殼程流體從固定套管20之間的縫隙流過，形成複雜的連續、均布的流道，有效的提高了換熱效率。管程介質由管程物料入口 2進入，由管程物料出口 3離開。殼程介質由介質入口 9進入，由介質出口 8離開。
[0030]見圖2，是支持板21與換熱管束連接示意圖。支持板21採用整圓形孔板，根據換熱管束的布置形式開設大面積通孔，其通孔的外部輪廓與換熱管束的整體外輪廓相適應，單根加熱管10套裝上固定套管20後形成換熱管束，換熱管束整體從支持板21通孔中穿過，固定套管20之間緊密接觸，互相支承，形成自支承式換熱管束結構。
【權利要求】
1.一種管束自支承式換熱器，包括管式換熱器，其特徵在於，所述管式換熱器內的換熱管束通過套裝在單根換熱管外的固定套管互相支承，換熱管束周向通過支持板支承固定。
2.根據權利要求1所述的一種管束自支承式換熱器，其特徵在於，所述固定套管長度為1?1.5倍的換熱管波節長度，固定套管壓制與換熱管形狀相適應的凹槽實現與換熱管之間的緊密連接。
3.根據權利要求1所述的一種管束自支承式換熱器，其特徵在於，所述管式換熱器為浮頭式管式換熱器、U型管式換熱器或固定管板式換熱器中的任一種，其管程為單管程或多管程。
4.根據權利要求1所述的一種管束自支承式換熱器，其特徵在於，所述支持板為整圓形支持板，支持板上開設與換熱管束外部輪廓相適應的通孔，並根據單管程或多管程確定開孔面積。
5.根據權利要求1所述的一種管束自支承式換熱器，其特徵在於，所述換熱管為橫紋槽管、螺紋槽管、螺旋管、波紋管、縮放管或翅片管中的任一種。
【文檔編號】F28F9/013GK104457385SQ201410669845
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月21日 優先權日:2014年11月21日
【發明者】薛路舟, 霍東升, 段有龍, 于濤 申請人:中冶焦耐工程技術有限公司