[发明专利]管式换热器

说明书

本发明涉及一种管式换热器，其包括多个管和至少一个法兰板，法兰板具有针对管的多个贯通部和朝向换热器内部的法兰面，其中，法兰面是经轮廓设计的。

技术领域

本发明涉及一种管式换热器，其包括多个管和至少一个法兰板，法兰板具有针对这些管的多个贯通部和朝向换热器内部的法兰面。

背景技术

管式换热器通常具有壳体，在壳体中布置有多个基本上平行延伸的管。在运行中，第一介质在管内部中流动，而也被称为第二介质的次级介质在壳体的内部中对管绕流。

其内流动的是第一介质的区域被称为管式换热器的主侧，而换热器内部的第二介质在其中流动的区域被称为管式换热器的次级侧。

壳体在至少一个端部上借助法兰板封闭，法兰板也是通向其他流程区域的联接件。法兰板以如下方式构成，即，其具有贯通部，第一介质可以通过这些贯通部从管式换热器流出。这些管可以安设在这些贯通部上。在该情况下，贯通部的内径以如下方式选择，即，该内径相应于管的内径。替选地，这些管可以被插入到贯通部中。在该情况下，贯通部的内径优选以如下方式选择，即，管的外径尽可能地稍小于贯通部的内径。通过将管和法兰板焊接，使得管被紧固并且将法兰板与管之间的连接部密封。因此，将管稳定地定位的法兰板能够实现两种介质彼此可靠地分开，并且使管式换热器的内部向外被密封。

在这些管式换热器的情况下，法兰板的内侧的表面在此是平坦的并且基本上垂直于管。

作为替选方案公知的是，朝向换热器内部地设置有贯通部的空心柱体形的延长部，这些延长部的内壁在朝向换热器内部的端部上具有阶梯。该阶梯如下这样地成形，即，使得延长部的朝向换热器内部的区段具有略大于管的外径的内径，而延长部的其他区段具有的内径相应于管和贯通部的内径。每个管的端部与各自的延长部的侧壁焊接。

在这些管式换热器中，除了延长部的侧壁之外地，法兰板的内侧的表面也是平坦的并且基本上垂直于管。所述的侧壁典型地平行于管地延伸。

换句话说，所公知的管式换热器具有一个或多个法兰板，例如作为盖件和/或底部件，它们在朝向换热器内部的侧(次级侧)上具有垂直于管的基本上平坦的面，并且因此典型地也垂直于(也称为套管的)壳体。

所公知的和下述的根据本发明的管式换热器例如可以如下这样地构成，即，使得次级介质通过入口流动到换热器内部中，其中，次级介质沿着管流向如下出口并且在此对管绕流，次级介质通过该出口离开换热器内部。供给部中和/或排出部中的流动方向，即流进方向或流出方向，在此尤其可以垂直于管的纵向方向。也就是说，管的或形成入口或出口的接套的纵向方向可以垂直于管的纵向方向。

在公知的结构形式中，尤其是在与次级侧的进入部或离开部在直径上相对的区域中可能出现死区。“与次级侧的进入部或离开部在直径上相对的区域”是指在次级介质的入口或出口对面的那个区域。该区域尤其可以包括换热器内部的侧壁的与入口或出口相对置的区域。即使在入口或出口的面对法兰板的槽颈的区域中，也可能得到穿流不太好的区域。

当法兰板形成底部件并且将平坦的面水平地布置时，则该问题变得更加严重。在死区中，第二介质的流速低于其他区域。人们将该区域也称为流动阴影(Stroemungsschatten)。在这些区域中，由于冲洗较弱，使得产品可能沉积或结块。此外，例如在现场清洁(Clean-In-Place(CIP))流程期间的清洁在那里也是很困难的。因此加速了结垢。对于产品换热，其中，对管绕流的第二介质(第二介质是产品)也存在产品被污染的风险。

另外的问题在于，第二介质在死区的区域中的停留时间比其他区域更长。因此获得更宽的停留时间谱(Verweilzeitspektrum)。这导致不均匀的热交换。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种管式换热器，其减少了沉积和结垢，并且具有均匀的热交换性能和改善的清洁特性。