[发明专利]一种具有消减流程短路导流筒结构的换热器

说明书

本发明涉及管壳式换热器技术领域，具体涉及一种具有消减流程短路导流筒结构的换热器，包括管壳、管束和管箱，管束包括管板、多块折流板和多条换热管，壳程内还设有导流筒，导流筒包括导流挡板和导流短筒，导流挡板开有供换热管穿过的多个承托孔，导流短筒固定于导流挡板的侧壁。在导流筒间隙配合地置入壳程后，于导流挡板的周侧与管壳内壁之间固定密封结构，从而使导流挡板与管壳内壁之间的预设位置密封，消除导流挡板周边与壳体内壁之间的径向间隙，减少壳程介质的短路，与传统的管束相比，提高介质折流效果，管束具有结构简单、质量高及使用寿命长的特点。

技术领域

本发明涉及管壳式换热器技术领域，特别是涉及适用于石油化工、煤炭化工、化肥工业、空调制冷、电力设施的热交换的一种具有消减流程短路导流筒结构的换热器。

背景技术

现有技术中，管壳式换热器是应用最为广泛的一种热交换器，管壳式换热器又称为列管式换热器或者列管式冷凝器，广泛应用于化工、石油、医药、食品、轻工、冶金、焦化等领域中的“液——液”、“汽——汽”、“汽——液”热交换的对流传热，以及蒸汽冷凝和液体蒸发传热等换热冷凝流程。

申请人现有在用的管壳式换热器结构如图1所示，主要是由管束1、壳体2、管箱3等主要构件组成，其中，管束1是管壳式换热器的核心构件，管束1通常由换热管1-1、折流板或支持板1-2、定距管拉杆组件1-3、管板1-4和导流筒1-5组成，其中导流筒由导流挡板和导流短筒组焊而成，导流挡板中间被导流短筒围绕的部分也像折流板或支持板一样钻有换热管孔，成排的换热管通过折流板或支持板、导流挡板支承，其两端穿进管板的管孔中，并与管板相连接，从而保证接头的密封性和强度。导流筒和折流板的周侧设有缺口，壳程的液体在导流筒和折流板的引导下沿弯曲路径流动。

一方面，由图1可知，管束的导流挡板周边与折流板或支持板的周边一样，外圆直径需要略小于筒体内直径才能让管束套进壳体内，折流板越多而且排布越紧密，两块折流板的间距窄，换热管就越难顺利穿过所有的折流板管孔，管束也同样越难顺利套进壳体内。除非导流筒挡板、折流板或支持板的外圆直径明显小于壳体内直径，形成周边大间隙，才能让管束顺畅套进壳体内，但是这样会使壳体内的更多流体从管束周边的间隙直接以短路的形式流过，不参与换热管的换热，换热效率低下。特别严重的是靠近壳程进口的导流挡板，由于这里进来的流体压力和动能最大，即便导流挡板与壳体内壁之间的间隙很小，也会产生很明显的流体短路现象，成为防治壳程内部泄漏的关键。

另一方面，随着社会经济的发展，石油化工装置的建设规模越来越大，国家发改委针对石化化工领域专门发布《石化化工重点行业严格能效约束推动节能降碳行动方案(2021-2025年)》，严禁新建1000万吨/年以下常减压，80万吨/年以下石脑油裂解制乙烯，对其他石油化工装置的产能下限也有类似要求。新建换热器的结构尺寸不但突破GB/T 151—2014《热交换器》标准中公称直径不超过4000mm的限制，而且还与反应器一体化组成环氧乙烷反应器、环氧丙烷反应器等等，处理量也越来越大。大尺寸的铆焊结构件容易产生大的形位尺寸偏差，装配时出现较大的间隙或者间隙不均匀，如果是卧式换热器，管束在自重作用下会出现折流板及导流挡板上部与壳体内壁间隙最大、下部与壳体内壁间隙最小的状况，形成的流态与设计要求偏差大。

最后一方面，随着节能环保技术的发展，石油化工工艺深度加工的温度越来越高，余热回收充分利用的指标越来越严，需要减少管束内流程短路，提高换热效果。

因此，针对上述现有技术中存在的问题进行改进具有工程意义。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本发明提供一种具有消减流程短路导流筒结构的换热器。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：