一种采用扇形分程的固定管板换热器

技术领域

本发明涉及换热设备技术领域，特别是涉及一种采用扇形分程的固定管板换热器。

背景技术

固定管板换热器是常用的管壳式换热器，具有结构简单，节约材料、制造成本低廉等优点。随着换热器大型化快速发展，换热器设备的直径越来越大，为了提高流体在换热器内的流速，通常在管箱内设置分程隔板，因此换热器管程的分程也越来越多，通常是8程、10程、12程，甚至更多程。常规换热器分程依据GB/T151规定按水平和垂直方向分程，存在每程换热管的根数不一致的情况，影响换热效果，而且密封长度加长，增加密封难度，存在易于泄露风险。另外，常规的换热器采用内置防冲板或内导流筒减少流体对换热管的冲刷或流体不均匀分布，占据了筒体的内部空间，减少了换热管排布，减少了换热面积，影响换热效果。

发明内容

为克服现有技术缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种采用扇形分程的固定管板换热器，采用扇形分程工艺，各管程换热管数量相同，密封长度缩短，结构简单，加工制作方便，流体分布均匀，换热效果好。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种采用扇形分程的固定管板换热器，包括左管箱、管束、右管箱、螺柱、螺母、左垫片和右垫片，其特征在于，所述左管箱由左封头、左筒体、左法兰、介质进口、介质出口、左隔板一、左隔板二、左隔板三和左放空口组成，其中所述左封头、左筒体和左法兰从左至右依次两两焊接连接；所述左隔板一、左隔板二和左隔板三在左筒体内横截面方向扇形布置并与左筒体焊接连接，左端面均与左封头内壁匹配制作并焊接连接，右端面均平齐一致且距离左法兰端面缩进0.5～1.5mm；所述介质进口和介质出口对称设置在左隔板一两侧的左筒体上并与左筒体连通；所述左放空口设置在与介质进口和介质出口相对应的左筒体上并与左筒体连通；

所述右管箱由右法兰、放散口、右封头、右筒体、右放空口、右隔板一和右隔板二组成，其中所述右封头、右筒体和右法兰从右至左依次两两焊接连接；所述右隔板一和右隔板二在右筒体内横截面方向扇形布置并与右筒体焊接连接，右端面均与右封头内壁匹配制作并焊接连接，左端面均平齐一致且距离右法兰端面缩进0.5～1.5mm；所述放散口设置右筒体的上部并与右筒体连通，右放空口设置在右筒体的下部并与右筒体连通；

所述管束由左管板、流体入口、半圆筒、换热管、筒体、定距管、拉杆螺母、拉杆、右管板、流体出口、支座、折流板和端板组成，其中所述左管板、筒体和右管板从左至右依次两两焊接连接，换热管为若干根均匀设置在筒体内，两端分别穿过左管板、右管板上设有的预留孔并与左管板、右管板分别焊接连接；所述折流板为若干块沿着换热管长度方向均匀设置，相邻的折流板之间设有定距管，拉杆穿过定距管、折流板后一端与左管板固定连接、另一端用拉杆螺母与折流板螺纹连接；所述半圆管扣装焊接在筒体左端的上部，端板焊接在半圆管的两端并与筒体焊接连接，流体入口设置在半圆管上部并与半圆管焊接连接，半圆管覆盖住的筒体上设有长圆孔、圆孔或其它形状的孔，开孔位置避开流体入口的正下方；所述流体出口设置在筒体右端的下部；所述左管板的左侧开设有与左隔板一、左隔板二和左隔板三匹配的槽口；所述右管板的右侧开设有与右隔板一和右隔板二匹配的槽口；所述支座焊接在筒体的下部；

所述左管箱的左隔板一、左隔板二和左隔板三分别插装在管束左管板上匹配设置的槽口里，左管箱与管束通过左法兰和左管板用螺柱、螺母连接紧固，之间通过左垫片密封；

所述右管箱的右隔板一和右隔板二分别插装在管束右管板上匹配设置的槽口里，右管箱与管束通过右法兰和右管板用螺柱、螺母连接紧固，之间通过右垫片密封。

所述左隔板一、左隔板二、左隔板三、右隔板一和右隔板二的高点均开设有放散口，低点均开设有放空口。

所述介质入口和介质出口可根据工艺配管需要改变位置，但与左隔板一的相对位置不变。

所述半圆管覆盖住的筒体上设有的长圆孔、圆孔或其它形状的孔的总流通面积大于流体入口的流通面积。

所述左管箱被左隔板一、左隔板二、左隔板三、左法兰、左垫片、左管板分割成五个与外界密封且相对独立的腔体。

所述右管箱被右隔板一、右隔板二、右法兰、右垫片、右管板分割成四个与外界密封且相对独立的腔体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)采用扇形分程工艺，各程换热管的数量一致，介质换热均匀，提高换热效果；

2)采用扇形分程工艺，密封长度短，降低密封难度，降低泄露风险；

3)采用扇形分程工艺，降低管板加工难度；

4)采用新的流体入口结构，改变了流体进入后的方向并使流速降低，可保证流体进入到换热器内时，减少对换热管的冲刷或流体分布不均情况；

5)采用新型外导流结构，制作简单，受力好。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图；

图2是图1中A-A剖向的结构原理示意图；

图3是图1中B-B剖向的结构原理示意图；

图4是图3中C-C剖向的结构原理示意图；

图5是图1中D-D剖向的结构原理示意图。

图中：1-左管箱 2-管束 3-右管箱 4-螺柱 5-螺母 6-左垫片 7-右垫片 21-左封头 22-左筒体 23-左法兰 24-介质进口 25-介质出口 26-左隔板一 27-左隔板二 28-左隔板三 29-左放空口 31-左管板 32-流体入口33-半圆筒 34-换热管 35-筒体 36-定距管37-拉杆螺母 38-拉杆 39-右管板 40-流体出口 41-支座 42-折流板 43-端板 51-右法兰52-放散口53-右封头 54-右筒体 55-右放空口 56-右隔板一 57-右隔板二

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1-图5所示，本发明涉及的一种采用扇形分程的固定管板换热器，包括左管箱1、管束2、右管箱3、螺柱4、螺母5、左垫片6和右垫片7，所述左管箱1由左封头21、左筒体22、左法兰23、介质进口24、介质出口25、左隔板一26、左隔板二27、左隔板三28和左放空口29组成，其中所述左封头21、左筒体22和左法兰23从左至右依次两两焊接连接；所述左隔板一26、左隔板二27和左隔板三28在左筒体22内横截面方向扇形布置并与左筒体22焊接连接，左端面均与左封头21内壁匹配制作并焊接连接密封，右端面均平齐一致且距离左法兰23端面缩进0.5～1.5mm，防止冲突影响密封效果；所述介质进口24和介质出口25对称设置在左隔板一26两侧的左筒体22上并与左筒体22连通；所述左放空口29设置在与介质进口24和介质出口25相对应的左筒体22上并与左筒体22连通；

所述右管箱3由右法兰51、放散口52、右封头53、右筒体54、右放空口55、右隔板一56和右隔板二57组成，其中所述右封头53、右筒体54和右法兰51从右至左依次两两焊接连接；所述右隔板一56和右隔板二57在右筒体54内横截面方向扇形布置并与右筒体54焊接连接，右端面均与右封头53内壁匹配制作并焊接连接，左端面均平齐一致且距离右法兰51端面缩进0.5～1.5mm，防止冲突影响密封效果；所述放散口52设置右筒体54的上部并与右筒体54连通，右放空口55设置在右筒体54的下部并与右筒体54连通；

所述管束2由左管板31、流体入口32、半圆筒33、换热管34、筒体35、定距管36、拉杆螺母37、拉杆38、右管板39、流体出口40、支座41、折流板42和端板43组成，其中所述左管板31、筒体35和右管板39从左至右依次两两焊接连接，换热管34为若干根均匀设置在筒体35内，两端分别穿过左管板31、右管板39上设有的预留孔并与左管板31、右管板39分别焊接连接；所述折流板42为若干块沿着换热管34长度方向均匀设置，相邻的折流板42之间设有定距管36，拉杆38穿过定距管36、折流板42后一端与左管板31固定连接、另一端用拉杆螺母37与折流板42螺纹连接；所述半圆管33扣装焊接在筒体35左端的上部，端板43焊接在半圆管33的两端并与筒体35焊接连接，流体入口32设置在半圆管33上部并与半圆管33焊接连接，半圆管33覆盖住的筒体35上设有长圆孔、圆孔或其它形状的孔，开孔位置避开流体入口32的正下方，可改变流体进入后的方向并使流速降低，保证流体进入到换热器内时，减少对换热管34的冲刷或流体分布不均情况；所述流体出口40设置在筒体35右端的下部；所述左管板31的左侧开设有与左隔板一26、左隔板二27和左隔板三28匹配的槽口；所述右管板39的右侧开设有与右隔板一56和右隔板二57匹配的槽口；所述支座41焊接在筒体35的下部；

所述左管箱1的左隔板一26、左隔板二27和左隔板三28分别插装在管束2左管板31上匹配设置的槽口里，左管箱1与管束2通过左法兰23和左管板31用螺柱4、螺母5连接紧固，之间通过左垫片6密封；

所述右管箱3的右隔板一56和右隔板二57分别插装在管束2右管板39上匹配设置的槽口里，右管箱3与管束2通过右法兰51和右管板39用螺柱4、螺母5连接紧固，之间通过右垫片7密封。

所述左隔板一26、左隔板二27、左隔板三28、右隔板一56和右隔板二57的高点均开设有放散口，低点均开设有放空口。

所述介质入口24和介质出口25可根据工艺配管需要改变位置，但与左隔板一26的相对位置不变。

所述半圆管33覆盖住的筒体35上设有的长圆孔、圆孔或其它形状的孔的总流通面积大于流体入口32的流通面积。

所述左管箱1被左隔板一26、左隔板二27、左隔板三28、左法兰23、左垫片6、左管板31分割成五个与外界密封且相对独立的腔体。

所述右管箱3被右隔板一56、右隔板二57、右法兰51、右垫片7、右管板39分割成四个与外界密封且相对独立的腔体。

工作原理：

壳程侧介质由流体入口32进入半圆管33覆盖住的筒体35外部空间，通过筒体35上设有长圆孔、圆孔或其它形状的孔，可改变流体进入后的方向并使流速降低，保证流体进入到换热器内时，减少对换热管34的冲刷或流体分布不均情况，经过折流板42多次折流强化热交换，最后经过流体出口40排除。

管程介质由介质入口24进入左管箱1，沿扇形范围内的换热管34流动与壳程介质进行热交换后进入右管箱3，向下折流返回左管箱1，又折流返回右管箱3，多次折流，最后回到左管箱1沿介质出口25流出。

管程按扇形排布，各程的换热管34的个数一致，阻力不变。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。