[发明专利]一种舌形折流板及管壳式换热器

说明书

技术领域

本发明涉及换热器的技术领域，特别是涉及一种舌形折流板及管壳式换热器。

背景技术

管壳式换热器又称为列管式换热器或者列管式冷凝器，其适用于化工、石油、医药、食品、轻工、冶金、焦化等行业中的“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等换热冷凝流程，是应用最为广泛的热交换器。

管壳式换热器一般由管束、壳体、管箱、外头盖等主要构件构成，管束是列管式换热器的核心，管束通常由换热管、折流板（或者称为支持板）和管板组成，成排的换热管通过折流板支持，其两端穿进管板的管孔中与管板相连接，在保证换热管与管板的接头的密封性和强度的情况下，即可成为一台管束，管束再与壳体、管箱组成完整的换热器。其中，换热管作为导热元件，与折流板一起决定列管式换热器的传热性能，管箱与壳体则决定列管式换热器的承压能力及操作运行的安全可靠性。这种管壳式换热器的制造工艺成熟，安全性能高，是在换热设备中关键的能耗设备。

传统技术中，普通使用在管束的折流板的结构一般为弓形折流板，或者在弓形折流板的基础上进行改进的圆缺阻液形折流板、环盘形折流板、孔式折流板、折流杆等，这些折流板结构或多或少都存在如下不足之处：(1) 由于壳程流体多次改变流动方向，容易在折流板边缘处产生流体分离，从而增大流动阻力；(2) 对于弓形折流板，如图1所示，其流通缺口面101为平面，流通缺口面101到壳体103内壁（图1中虚线）的最大尺寸为H，H即为弓形折流板100的用于流体通过的流通缺口102的最大高度，由于弓形折流板100的流通缺口102的中间高度明显大于两侧高度，且过渡不够平缓，使得流经该流通缺口102的流体不够均衡，而且流通缺口102中部的流速较慢，不能有效冲刷弓形折流板100与壳体103之间形成的拐角，导致很多流动滞止死区的存在，这样不仅导致传热效率降低，而且滞止死区的流体容易在壳侧结垢，进而造成热交换效率下降；(3) 对于圆缺阻液形折流板，由于圆缺区中流体呈平行于换热管的管轴方向流动，致使传热性能下降；(4) 对于环盘形折流板，壳程流体经折流板的多次折流会产生叉流流动，进而将减少传热的平均温差；(5) 当壳程的进、出口管距管板较远时，流动停止区会变大，需增设导流筒，还得增加换热管的有效长度；(6) 对于折流杆换热器，其在高粘度的介质中很难形成有效的卡门旋涡，进而达不到高传热效率的要求。

针对传统的折流板存在的问题，人们采取的对策是彻底抛弃弓形折流板，采用螺旋扁管自我支持换热管，或采用缠绕管自我支持换热管，或把二维折流板拼成螺旋折流板支持换热管等，这些改进结构的折流板在解决上述部分问题的同时，也带来了使用条件的局限性、结构的复杂性、不易清洗和维修、成本高等新的问题。另外， 随着石油化工装置的规模化发展和节能技术指标的完善，壳管式换热器适用的公称直径从2600mm扩大到4000mm，结构尺寸的放大设计并不会天然地带来线性比例增大的工艺效果，反而会放大原有的缺点，例如，在大公称直径的壳管式换热器中，现有的折流板结构（包括传统的折流板和改进后的已有的折流板），其中一部分本身不适用于大公称直径的壳管式换热器，其中另一部分使得其本身存在的上述问题更加突出和严重。因此，针对上述诸多问题和缺陷，研发一种具结构简单、设计技术可靠、制造工艺成熟、结构成本低的折流板和壳管式换热器，其能够提高有效换热面积和换热效率，对稳定生产和经济效益具有重要的工程意义。

发明内容

本发明的目的之一是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种能够消除流动滞止死区、避免壳侧流体结垢、加速热交换的舌形折流板。

本发明的目的之二是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种能够有效提高有效换热面积和换热效率的壳管式换热器。

为实现上述目的之一，本发明提供以下技术方案：

提供一种舌形折流板，其安装于圆筒形的壳体内，包括折流主板和折流辅板，所述折流主板连接于所述壳体的内壁，所述折流辅板的一侧与所述折流主板固接，所述折流辅板的另一侧为流通缺口面，所述流通缺口面与所述壳体的内壁围成供流体流过的流通缺口，所述折流主板与所述折流辅板在同一平面内。

其中，所述折流辅板与所述折流主板为一体成型结构。

其中，所述折流辅板与所述折流主板通过拼接固接。

其中，所述折流主板与所述壳体的内壁之间的夹角为a，90°≤a≤135°。

其中，所述流通缺口面为弧形面。

其中，所述流通缺口面包括弧形面和和所述弧形面连接的平面，所述平面位于所述弧形面的两端。