專利名稱：三分橢圓螺旋折流板管殼式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及螺旋折流板管殼式換熱器，尤其涉及正三角排列布管的管殼式換熱器的 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
管殼式換熱器因其結(jié)構(gòu)簡單，承受壓力高的特點(diǎn)依然是熱交換設(shè)備的主流型式。常 用的弓形折流板形式雖然加工制造簡單，但存在流動死區(qū)，流動阻力較大，以及在缺口 處管束支撐跨距較大，容易誘導(dǎo)振動破壞等缺點(diǎn)，因而催生許多新的管束支撐方案，螺 旋折流板就是其中之一。理論上的螺旋折流板是曲面，難以制作，國外己有l(wèi)/4橢圓/扇 形螺旋折流板改進(jìn)方案，每層折流板由4片l/4橢圓/扇形折流板組成，頭尾相接可組成 殼側(cè)螺旋通道。由于管殼式換熱器中大量使用的是最為緊湊的正三角形布置的管束，而 這就給在1/4橢圓/扇形折流板上進(jìn)行傾斜管孔的劃線定位造成較大的困難，影響了這種 類型折流板的普及應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提供一種換熱效率高、降低阻力損失、適合于正三角形排列布管的三 分橢圓螺旋折流板管殼式換熱器。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的采用如下技術(shù)方案本發(fā)明包括圓筒形殼體、管束、左管板、右管板、流體進(jìn)口接管、流體出口接管， 兩塊管板同心布置并焊接在圓筒形殼體的兩端，管束的每根管子都從一端管板穿入，再 從右管板伸出，每個(gè)管子的管端都與管板焊接或脹接；流體進(jìn)口接管、流體出口接管布 置在圓筒形殼體的兩端側(cè)面；其特征在于還包括若干塊折流板，每塊折流板傾斜布置 在圓筒形殼體內(nèi)，每塊折流板的投影約占據(jù)圓筒形殼體的內(nèi)截面圓的三分之一，每塊折 流板由一條橢圓曲邊和兩條直邊構(gòu)成，其中一條與該折流板相切橢圓的半長軸重合或平行的直邊為基準(zhǔn)邊，且基準(zhǔn)邊與該折流板包含的正三角形排列布管的一條管孔中心連線 平行；另一條為斜邊；每塊折流板的基準(zhǔn)邊和斜邊的位置都在管束的自然間隔中；相鄰 兩塊折流板的其中一塊折流板的基準(zhǔn)邊與另一塊折流板的斜邊首尾相接，每塊折流板上 的管孔與管板上的管孔一一對應(yīng)。比較好的是本發(fā)明的折流板的扇形邊呈階梯狀。比較好的是本發(fā)明的相互連接的折流板為雙頭螺旋方式連接。 本發(fā)明的折流板的形狀是傾斜的折流板平面切殼體內(nèi)圓柱面所形成的橢圓的一部 分，由一條橢圓曲邊和兩條直邊構(gòu)成，其中一條直邊為基準(zhǔn)邊，另一條為斜邊；折流板 平面與管板平面的夾角為傾斜角刀，每塊傾斜布置的折流板的投影約占據(jù)圓筒形殼體內(nèi) 截面圓的三分之一；使每塊折流板的基準(zhǔn)邊與橢圓之半長軸重合或平行，并與該折流板 包含的正三角形排列布管的一條管孔中心連線平行；基準(zhǔn)邊與斜邊的夾角隨傾斜角^的 不同將稍大于120。；基準(zhǔn)邊和斜邊的位置都在管束的自然間隔中；相鄰2塊折流板的后 一塊板的基準(zhǔn)邊與前一塊板的斜邊首尾相接。三分橢圓螺旋折流板管殼式換熱器的折流 板也可不嚴(yán)格按三等分分隔，而是按三等分的原則根據(jù)管束布置方案以管束的自然間隔 就近分隔，必要時(shí)可以采用階梯形邊來適應(yīng)管束的自然間隔。三分橢圓螺旋折流板還可 采用雙頭螺旋方式。在用于正三角形排列布管的U型管束管殼式換熱器時(shí)，可將折流板 按U型管束的自然間隔分成2個(gè)120。分區(qū)和2個(gè)60。分區(qū)，并且將它們布置成中心對 稱，或者進(jìn)一步簡化為2個(gè)180°分區(qū)。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、 殼側(cè)流體由弓形折流板方案的蛇形流動變?yōu)楸痉桨傅穆菪鲃印Ｇ罢叩牧鲃臃较?不斷改變，造成對傳熱沒有貢獻(xiàn)的局部阻力損失，而后者的流動方向基本不變，沒有額 外的阻力損失。由于各折流板覆蓋了全部流體通道，且支撐點(diǎn)間距不變，位置逐步變化， 避免了弓形折流板方案的流動死區(qū)和部分管束支撐跨距過大容易產(chǎn)生共振而造成振動破 壞的問題，使得本方案不僅傳熱效率提高，流動阻力減小，而且強(qiáng)度條件改善。對于殼 側(cè)容積流速較大的場合，可采用雙頭螺旋折流板，以減小層距，縮小管束的支撐間距。2、 對于正三角形布置管孔的方案，由于同一層的三塊折流板分別布置在圓的三分之 一扇形區(qū)的位置，可使每塊折流板的基準(zhǔn)邊都與該折流板平面相切的橢圓半長軸及與該 折流板包含的正三角形排列布管的一條管孔中心連線平行，由于基準(zhǔn)邊與圓截面的夾角 為傾斜角"，與此方向垂直的各管孔中心連線的間距沒有改變，順著此方向的管孔間距則略有放大，需要除以cos-，基準(zhǔn)邊與斜邊的夾角是傾斜角^的單值函數(shù)，且斜邊與另一方向的管孔中心連線亦平行，所以對傾斜折流板上管孔的定位劃線和加工比較容易。 當(dāng)然如果管孔布置方案能夠設(shè)計(jì)成三等分對稱布置，則劃線和加工就更為簡化。即使是 對于需要留出一定間隔而使分布在兩個(gè)區(qū)域的管束的自然間隔不能連成直線的情況，仍 然可以用階梯折線的方法解決。3、與四分之一橢圓/扇形螺旋折流板相比，三分橢圓螺旋折流板不僅適合正三角形 布置管孔的方案，而且以更少的折流板數(shù)目來完成指定任務(wù)，給折流板的加工、裝配帶 來方便，由于正三角形排列布管的方案占管殼式換熱器的絕大多數(shù)，本發(fā)明方案將有效 克服以前對螺旋折流板換熱器因折流板管孔定位困難而造成的畏難心理，大大促進(jìn)其發(fā) 展和普及應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明的一種立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明折流板首尾相接布置立體示意圖。圖3是本發(fā)明折流板投影主視圖。圖4是本發(fā)明折流板的俯視圖。圖5是圖4的A向剖視圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例2的折流板在換熱器中布置的投影視圖。 圖7是本發(fā)明實(shí)施例3的折流板在換熱器中布置的投影視圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明實(shí)施例l:如圖1一5所示，本發(fā)明包括圓筒形殼體l、管束2、左管板31、右管板 32、流體進(jìn)口接管5、流體出口接管6，左管板31、右管板32同心布置并焊接在圓筒形 殼體1的兩端，管束2的每根管子都從左管板31穿入，再從右管板32伸出，每個(gè)管子 的管端都與管板3焊接或脹接；流體進(jìn)口接管5、流體出口接管6方便流體進(jìn)入殼體后的 均勻分布和方便匯集流體為原則，分別布置在圓筒形殼體1的兩端側(cè)面位置；還包括若 干塊折流板4，每塊折流板4傾斜布置在圓筒形殼體1內(nèi)，每塊折流板4的投影約占據(jù)圓 筒形殼體l的內(nèi)截面圓的三分之一；每塊折流板4由一條橢圓曲邊和兩條直邊構(gòu)成，其中一條直邊為基準(zhǔn)邊，另一條為斜邊；基準(zhǔn)邊與該折流板相切橢圓的半長軸重合或平行; 相鄰兩塊折流板4的其中一塊折流板的基準(zhǔn)邊與另一塊折流板的斜邊相對設(shè)置，每塊折 流板4上的管孔與管板3上的管孔一一對應(yīng)。本發(fā)明的折流板4的形狀是傾斜的折流板平面切殼體內(nèi)圓柱面所形成的橢圓的一部 分，折流板4平面與管板3平面的夾角為傾斜角^，每塊傾斜布置的折流板的投影約占 據(jù)殼體內(nèi)截面圓的三分之一；使每塊折流板4的基準(zhǔn)邊與橢圓之半長軸重合或平行，并 與各管孔的一條中心連線平行；基準(zhǔn)邊與另一條斜邊的夾角隨傾斜角"的不同將稍大于 120度；本發(fā)明的基準(zhǔn)邊的位置和斜邊的位置都在管束的自然間隔中；在投影圖上相鄰2塊 折流板的后一塊板的基準(zhǔn)邊與前一塊板的斜邊首尾相接。 實(shí)施例2:如圖6所示，對本發(fā)明的折流板4也可不嚴(yán)格按三等分分隔，而是按三等分的原則 根據(jù)管束布置方案以管束的自然間隔就近分隔，必要時(shí)折流板4的直邊可以采用階梯形 邊來適應(yīng)管束的自然間隔。例如對于因多管程布置需要，在某些管束之間留有間隔，因 而存在分布在兩個(gè)區(qū)域的管束的自然間隔不能連成直線的情況，此時(shí)可以按照圖6所示 用階梯折線邊的方法解決。實(shí)施例3:如圖7所示，本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)適用于正三角形排列布管的U型管束管殼式換熱器， 這種換熱器主要應(yīng)用于高溫介質(zhì)換熱，具有較小的膨脹熱應(yīng)力，將折流板分成2個(gè)120 °分區(qū)和2個(gè)6(T分區(qū)，并且將它們布置成中心對稱；或者進(jìn)一歩簡化為2個(gè)180°分 區(qū)。
權(quán)利要求
1、一種三分橢圓螺旋折流板管殼式換熱器，包括圓筒形殼體(1)、管束(2)、左管板(31)、右管板(32)、流體進(jìn)口接管(5)、流體出口接管(6)，兩塊管板(3)同心布置并焊接在圓筒形殼體(1)的兩端，管束(2)的每根管子都從左管板(31)穿入，再從右管板(32)伸出，每個(gè)管子的管端都與管板(3)焊接或脹接；流體進(jìn)口接管(5)、流體出口接管(6)布置在圓筒形殼體(1)的兩端側(cè)面；其特征在于還包括若干塊折流板(4)，每塊折流板(4)傾斜布置在圓筒形殼體(1)內(nèi)，每塊折流板(4)的投影約占據(jù)圓筒形殼體(1)的內(nèi)截面圓的三分之一；每塊折流板(4)由一條橢圓曲邊和兩條直邊構(gòu)成，其中一條與該折流板相切橢圓的半長軸重合或平行的直邊為基準(zhǔn)邊，且基準(zhǔn)邊與該折流板包含的正三角形排列布管的一條管孔中心連線平行；另一條為斜邊；每塊折流板(4)的基準(zhǔn)邊和斜邊的位置都在管束的自然間隔中；相鄰兩塊折流板(4)的其中一塊折流板的基準(zhǔn)邊與另一塊折流板的斜邊首尾相接，每塊折流板(4)上的管孔與管板(3)上的管孔一一對應(yīng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三分橢圓螺旋折流板管殼式換熱器，其特征在于上述折流 板(4)的邊呈階梯狀。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三分橢圓螺旋折流板管殼式換熱器，其特征在于上述相互 連接的折流板(4)為雙頭螺旋方式連接。
全文摘要
三分橢圓螺旋折流板管殼式換熱器，涉及螺旋折流板管殼式換熱器，尤其涉及正三角排列布管的管殼式換熱器的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的管板同心布置并焊接在圓筒形殼體的兩端，每塊折流板傾斜布置在圓筒形殼體內(nèi)，每塊折流板的投影約占據(jù)圓筒形殼體的內(nèi)截面圓的三分之一，每塊折流板由一條橢圓曲邊和兩條直邊構(gòu)成，其中一條與該折流板相切橢圓的半長軸重合或平行的直邊為基準(zhǔn)邊，且基準(zhǔn)邊與該折流板包含的正三角形排列布管的一條管孔中心連線平行；另一條為斜邊；相鄰兩塊折流板的其中一塊折流板的基準(zhǔn)邊與另一塊折流板的斜邊首尾相接，每塊折流板上的管孔與管板上的管孔一一對應(yīng)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了換熱效率高、降低阻力損失、適合于正三角形排列布管的目的。
文檔編號F28D7/10GK101329143SQ20081002096
公開日2008年12月24日 申請日期2008年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月1日
發(fā)明者陳亞平 申請人:東南大學(xué)