[发明专利]一种立式螺旋折流板U型管式冷凝器

说明书

技术领域

本发明涉及一种立式螺旋折流板U型管式冷凝器。

背景技术

冷凝器是完成蒸汽凝结成液体的热交换设备，广泛应用于发电、冶金、石油化工、制冷空调等行业。工业上遇到的凝结方式通常是膜状凝结，强化膜状凝结换热的要点是加速凝结液的排泄，减薄液膜厚度。由于立式冷凝器具有占地面积较小和因抽管束方便而结构简便(不必设置滚轮滚道)等优点，但采用弓形折流板换热器结构时因其壳侧凝结换热系数明显低于卧式冷凝器而应用受限。

发明内容

本发明提供一种能够强化立式冷凝器的凝结传热并能提高换热系数的立式螺旋折流板U型管式冷凝器。

本发明的思路是利用螺旋流动的离心作用和倾斜布置折流板的排液作用使立式冷凝器管束上的凝结液膜遇到倾斜折流板后不断排走，使之沿壳体内壁流下，因而在折流板下方的管束表面就不断得到“更新”，从而强化立式冷凝器的凝结传热，提高其换热系数。其技术方案如下：

一种立式螺旋折流板U型管式冷凝器，包括壳体组件、管束组件、上封头组件、环形密封垫、双腔室密封垫和紧固件组；所述壳体组件包括筒体、法兰A、下封头、壳侧流体进口接管、壳侧流体出口接管、支腿、底部接口与堵头；所述上封头组件包括法兰B、直管段、上封头、纵向隔板、管侧流体进口接管、管侧流体出口接管；所述管束组件包括U型管束、管板、螺旋折流板组、环形板、单头斜面定距套管组、双头斜面定距套管组、拉杆、垫圈B、螺母B和分隔条组；所述管束组件布置在壳体组件内，管束组件的管板下侧密封面通过环形密封垫与壳体组件的法兰A的密封面相接触，管板上侧密封面通过双腔室密封垫与上封头组件的法兰B和纵向隔板的密封面相接触，然后以紧固件组穿法兰A和法兰B的对应孔紧固；所述紧固件组包括螺栓、垫圈A和螺母A；所述螺旋折流板组包括多个扇形折流板，每块扇形折流板倾斜布置在筒体内且沿螺旋线分布，相邻扇形折流板的轴向投影相互搭接，所述U型管束和拉杆穿过所述扇形折流板上的对应管孔，所述扇形折流板由所述单头斜面定距套管组及双头斜面定距套管组支撑且所述单头斜面定距套管组及双头斜面定距套管组套设在拉杆上，使得在管板和环形板两个平面之间螺旋状布置的螺旋折流板组的各扇形折流板被夹持并紧固；其特征在于：

所述扇形折流板的下游边向上折弯形成挡液堰，所述挡液堰位于管排之间；在扇形折流板的弧形边上设有上游疏液缺口和下游疏液缺口，相邻扇形折流板中的上游扇形折流板的下游疏液缺口与下游扇形折流板的上游疏液缺口轴向对应。

比较好的是所述的立式螺旋折流板U型管式冷凝器的扇形折流板的倾斜角即折流板平面与筒体的横截面之夹角从上到下分段减小，上游段扇形折流板的倾斜角大于中游段扇形折流板的倾斜角，中游段扇形折流板的倾斜角大于下游段扇形折流板的倾斜角。

比较好的是所述的立式螺旋折流板U型管式冷凝器的螺旋折流板组为双头螺旋或三头螺旋。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1)立式冷凝器有占地面积较小和因抽管束方便而结构简便(不必设置滚轮滚道)，维修花费的时间相对卧式冷凝器结构可以缩短。

2)在立式冷凝器中，螺旋折流板的结构不仅起到支撑管束的作用，而且还是完美的“排液盘”，管束上的液膜遇到倾斜折流板后不断排走，因而在折流板下方的管束就可以干燥表面与蒸汽直接接触；同时蒸汽由上而下螺旋运动时受到的离心力也会使得凝结液流动方向指向外围，将汽流中的液滴甩向四周。总之，螺旋折流板的结构可使管束上液膜减薄，凝结换热系数大大提高。

3)将扇形折流板下游边折弯形成挡液堰，可避免折流板上收集的凝结液流又被蒸汽流吹回到蒸汽空间，同时扇形折流板下游边由中心向外围向下倾斜的结构也更容易使挡液堰引导凝结液流向外围壳体内壁。为了使流到壳体内壁的凝结液直接沿壁面流下，在折流板椭圆弧段设置上游疏液缺口和下游疏液缺口，在折流板的外围特别是挡液堰对应的位置形成疏液通道。本发明是将凝结液流引导到非传热面上，这样可有效实现将管束上凝结液由壳体内壁排向底部，避免液体聚集和演化为复杂两相流。

4)通过合理设计分段逐渐减小折流板的倾斜角，可分段逐渐减小流通截面，避免因蒸汽流速下降而造成换热弱化，增强凝结换热系数。设置双头或三头螺旋主要是为了增强排液效果从而提高凝结换热系数，同时也是为了减少管束的支撑距离，满足结构强度的需要，因为折流板的厚度因折弯的需要宜小于等于6mm。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是本发明实施例中的一个周期的螺旋折流板组示意图。

具体实施方式