專利名稱：一種發(fā)夾式折流桿換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油、化工、冶金、電力等領(lǐng)域的熱交換裝置，更具體地說，涉及一 種發(fā)夾式折流桿換熱器。
背景技術(shù)：
折流桿換熱器的基本結(jié)構(gòu)是在殼程沿流體流動方向設(shè)置有若干折流圈，通過拉桿 和定距管相配合固定支撐折流圈，折流圈上裝置折流桿。折流桿依次按水平和垂直方向安 置，用以固定換熱管，組成折流桿換熱器管束。相對于折流板換熱器等其他管殼式換熱器， 折流桿換熱器實現(xiàn)了殼程流體縱向流動，大大減少了殼程流體橫向沖刷管束，避免了管束 流致振動的發(fā)生。同時折流桿對殼體流動起到了 一定擾流作用，強化了殼程傳熱。然而，普通的折流桿換熱器不適合于換熱負荷大、殼程流量相對較小的工況下，在 這種情況下，普通的折流桿換熱器的殼程流體難以實現(xiàn)高流速，不能發(fā)揮折流桿換熱器的 優(yōu)勢。雖然理論上，減小殼體內(nèi)徑可以增加殼程流速，但是換熱面積一定的情況下，會導(dǎo)致 殼體長度的增加。換熱器使用的場所對總體長度有嚴格限制，通常減小殼體內(nèi)徑增加長度 的方法難以實現(xiàn)。對于普通的折流桿換熱器殼體長，溫差大，溫差應(yīng)力相應(yīng)就大，影響換熱 器的使用壽命。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中折流桿換熱器在換熱負荷 大、殼程流量小的情況下，殼程難以實現(xiàn)高流速，而減少殼體內(nèi)徑可以增加殼程流速，但要 求換熱面積一定的條件下就必然導(dǎo)致殼體長度的增加，難以在安裝場所有限制的情況下使 用。提供一種發(fā)夾式折流桿換熱器，能夠很好解決上述矛盾，以適合較大的換熱負荷、殼程 流量小的工況條件。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種發(fā)夾式折流桿換熱器，包 括筒體、設(shè)置在所述筒體兩端部的管板、分別連接在所述的兩管板上的管程入口水室和管 程出口水室、以及設(shè)置在所述筒體內(nèi)并貫穿所述管板的換熱管，其特征在于所述筒體內(nèi)還設(shè)置有沿軸向的環(huán)形折流圈，所述折流圈上固定設(shè)置有折流桿；所述筒體包括直圓筒狀的上筒體、與所述上筒體連接的環(huán)圓筒狀的彎頭筒體、以 及與所述彎頭筒體連接的直圓筒狀的下筒體。本實用新型一種發(fā)夾式折流桿換熱器，優(yōu)選的，所述筒體內(nèi)同軸設(shè)置有內(nèi)筒體，所 述內(nèi)筒體與所述折流圈固定連接。本實用新型一種發(fā)夾式折流桿換熱器，優(yōu)選的，所述折流桿平行分布固定連接在 所述的折流圈上。本實用新型一種發(fā)夾式折流桿換熱器，優(yōu)選的，上筒體靠近彎頭筒體的折流圈上 設(shè)置有擋塊；下筒體靠近彎頭筒體的折流圈上設(shè)置有擋塊，彎頭筒體內(nèi)最外側(cè)的折流圈上 設(shè)置有擋塊。[0011]本實用新型一種發(fā)夾式折流桿換熱器，優(yōu)選的，所述上筒體上設(shè)置有殼程出口組 件，所述下筒體上設(shè)置有殼程入口組件。本實用新型一種發(fā)夾式折流桿換熱器，優(yōu)選的，所述筒體外設(shè)置有框架式支撐底座。本實用新型一種發(fā)夾式折流桿換熱器，優(yōu)選的，所述換熱管為U型換熱管。本實用新型一種發(fā)夾式折流桿換熱器，優(yōu)選的，所述彎頭筒體包括內(nèi)側(cè)半彎頭、以 及與所述內(nèi)側(cè)半彎頭拼接的外側(cè)半彎頭；所述內(nèi)側(cè)半彎頭與所述外側(cè)半彎頭拼接形成中空 圓筒體。本實用新型一種發(fā)夾式折流桿換熱器，優(yōu)選的，所述上筒體為無縫鋼管，所述下筒 體為無縫鋼管；所述上筒體與所述彎頭筒體通過環(huán)形焊縫連接；所述下筒體與所述彎頭筒 體通過環(huán)形焊縫連接。本實用新型可達到以下有益效果通過設(shè)置直圓筒狀的上筒體、彎頭筒體、以及 直圓筒狀的下筒體，能夠在水平方向上大大減小折流桿換熱器的長度，減小溫差應(yīng)力，實現(xiàn) 了在換熱負荷大、殼程流量小的情況下，殼程流體能夠?qū)崿F(xiàn)高流速，從而實現(xiàn)強化傳熱的目 的。

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖1是本實用新型的發(fā)夾式折流桿換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的發(fā)夾式折流桿換熱器的外觀示意圖；圖3是本實用新型的發(fā)夾式折流桿換熱器的折流圈、折流桿、拉桿、定距桿、以及 內(nèi)筒體的組合示意圖；圖4是本實用新型發(fā)夾式折流桿換熱器的折流圈與折流桿的組合示意圖。
具體實施方式
為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細 說明本實用新型的具體實施方式
。折流桿換熱器的工作原理如下當(dāng)殼程流體通過殼程入口導(dǎo)流筒進入換熱器殼體 后，殼程流體將沿著換熱管束外壁流動，遇到折流桿就產(chǎn)生擾流，在下一個折流桿再次產(chǎn)生 擾流，如此多次擾動減薄了層流邊界層，增強了傳熱。如圖1 4為本實用新型的一種發(fā)夾式折流桿換熱器的實施例，該發(fā)夾式折流桿 換熱器，包括筒體、設(shè)置在筒體兩端部的上管板3和下管板25、連接在上管板3上的管程入 口水室、連接在下管板25上的管程出口水室、以及設(shè)置在筒體內(nèi)并貫穿管板的換熱管16， 筒體內(nèi)還設(shè)置有沿軸向的環(huán)形折流圈32，折流圈32上固定設(shè)置有折流桿31。筒體包括直圓筒狀的上筒體9、與上筒體9焊接連接的環(huán)圓筒狀的彎頭筒體、以及 與彎頭筒體焊接連接的直圓筒狀的下筒體21。該彎頭筒體包括內(nèi)側(cè)半彎頭18、以及與內(nèi)側(cè) 半彎頭18拼接的外側(cè)半彎頭19，內(nèi)側(cè)半彎頭18與外側(cè)半彎頭19通過焊接拼接形成中空圓 筒體的彎頭筒體。進一步的，本實用新型所提供的發(fā)夾式折流桿換熱器的上筒體9和下筒體21為無縫鋼管，上筒體9和下筒體21與內(nèi)側(cè)半彎頭18和外側(cè)半彎頭19使用通過環(huán)形焊縫焊接組 成，取代常用折流桿換熱器大直徑殼體是由鋼板卷制而成。采用發(fā)夾式殼體可以減小焊縫 長度，尤其是縱向焊縫長度，降低了換熱器制造的工作量。筒體內(nèi)設(shè)置有U型換熱管16，多根U型換熱管形成U型換熱管束。在筒體兩側(cè)設(shè) 置有上管板3和下管板25，上管板3設(shè)置在上筒體9的一側(cè)，下管板25設(shè)置在下筒體21的 一側(cè)。筒體與上管板3以及下管板25之間通過焊接或法蘭連接。U型換熱管16貫穿上管 板3和下管板25，上管板3和下管板25與U型換熱管16之間有密封，防止殼程和管程中流 體混合。上管板3外側(cè)設(shè)置有管程入口水室，該管程入口水室包括水室入口組件1、水室入 口接管2、以及水室入口組件排液接管30。該管程入口水室與U型換熱管16的管口導(dǎo)通， 從水室入口接管2進入管程入口水室的流體能夠直接進入U型換熱管16。下管板25外側(cè)設(shè)置有管程出口水室，該管程出口水室包括水室出口組件27、水室 出口接管28、水室出口組件排液接管26、以及水室出口組件排氣接管29。該管程出口水室 與U型換熱管16的管口導(dǎo)通，從U型換熱管16中進入管程出口水室的流體能夠直接進入 水室出口接管28。上筒體9上設(shè)置有殼程出口組件，該殼程出口組件包括與上筒體9導(dǎo)通的殼程出 口接管6、以及殼程出口導(dǎo)流筒4、以及殼程出口導(dǎo)流筒排液接管7。下筒體21下設(shè)置有殼程入口組件，該殼程入口組件包括與下筒體21導(dǎo)通的殼程 入口接管22、以及殼程入口導(dǎo)流筒23、以及殼程入口導(dǎo)流筒排氣接管24。進出口布置形式可以靈活多樣，可以實現(xiàn)管程殼程純逆流或純順流。為了保證該 發(fā)夾式折流桿換熱器殼程與管程充分換熱，優(yōu)選的，殼程流體下進上出，管程流體上進下
出ο如圖3所示，本實用新型發(fā)夾式折流桿換熱器筒體內(nèi)沿筒體軸向設(shè)置有若干折流 圈32，該折流圈為環(huán)狀體，中空部焊接設(shè)置有平行排列的折流桿31。折流桿與折流圈組合 設(shè)置在筒體內(nèi)，是為了破外換熱管外的邊界層，減薄層流層，增強熱擾動。如圖4所示，折流 桿31通過焊接固定在折流圈32上，根據(jù)折流圈32在筒體內(nèi)的不同位置，可以選擇焊接不 同尺寸的折流桿31。折流桿與折流圈組合10與折流桿與折流圈組合11是常見的折流桿與 折流圈組合形式，折流桿與折流圈的組合17形式是加強型組合，折流圈和折流桿較厚或較 大直徑，剛度更好，對換熱管束的支持更好。進一步的，為了提供更好的支撐剛度，折流桿與折流圈組合間隔式安裝。如圖3所 示，折流桿與折流圈組合10與折流桿與折流圈組合11是進行間隔式安裝在筒體內(nèi)，兩者的 不同之處在于折流桿的方向不一致。為了固定折流桿與折流圈，筒體內(nèi)設(shè)置有定距管8和拉桿5，拉桿5兩端有螺紋，穿 過折流圈外環(huán)的開孔并通過在首末兩個折流圈外使用螺母固定，定距管8套在拉桿5外，起 到定位折流圈的作用。為了防止發(fā)夾式折流桿換熱器的殼程流體無效漏流，在U型管束外設(shè)置了薄鋼板 卷制的內(nèi)筒體，如圖1和圖3所示，內(nèi)筒體12和內(nèi)筒體15與筒體同軸安裝，內(nèi)筒體的外徑 比筒體內(nèi)徑稍小。內(nèi)筒體通過點焊固定在折流圈上。內(nèi)筒體由薄鋼板卷制而成。進一步的，為了加強折流桿與折流圈的穩(wěn)定性，避免殼程流體在流動過程中對折流桿與折流圈沖擊造成折流圈和管束的位移，在折流桿與折流圈組合上設(shè)置有擋塊。如圖 1所示，上筒體9、下筒體21靠近彎頭筒體的最后一個折流圈外焊接安裝擋塊13，在彎頭筒 體內(nèi)最外側(cè)的折流圈外焊接安裝有擋塊14。進一步的，為了增強發(fā)夾式折流桿換熱器運行過程中的穩(wěn)定性，在筒體外側(cè)設(shè)置 有框架式支撐底座20，該框架式支撐底座20由型鋼焊接組成。本實用新型發(fā)夾式折流桿換熱器的工作原理殼程流體通過殼程入口接管22進 入殼程入口導(dǎo)流筒23后，殼程流體將沿著換熱管束16的外壁流動，與換熱管束16內(nèi)的流 體進行熱交換，殼程流體遇到折流桿就產(chǎn)生擾流，在下一個折流桿再次產(chǎn)生擾流，依次經(jīng)過 下筒體21、彎頭筒體、上筒體9，到達殼程出口導(dǎo)流筒4，從殼程出口接管6排出。管程流體 從管程入口接管2進入管程入口水室，然后進入U型換熱管16中，管程流體在U型換熱管 16中與管外的殼程流體進行換熱，管程流體通過U型換熱管16后進入管程出口水室，最后 從管程出口水接管28中流出。本實用新型將發(fā)夾式結(jié)構(gòu)引入折流桿換熱器，實現(xiàn)了在熱負荷大、殼程流量小的 情況下，增加殼程流速，強化殼程傳熱。在小流量情況下，普通的折流桿換熱器難以達到高 流速，不能發(fā)揮折流桿換熱器的優(yōu)勢。同時發(fā)夾式折流桿換熱器易于實現(xiàn)在抗震要求嚴格 的場合使用。上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上 述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況 下，還可做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護之內(nèi)。
權(quán)利要求一種發(fā)夾式折流桿換熱器，包括筒體、設(shè)置在所述筒體兩端部的管板、分別連接在所述的兩管板上的管程入口水室和管程出口水室、以及設(shè)置在所述筒體內(nèi)并貫穿所述管板的換熱管，其特征在于所述筒體內(nèi)還設(shè)置有沿軸向的環(huán)形折流圈，所述折流圈上固定設(shè)置有折流桿；所述筒體包括直圓筒狀的上筒體、與所述上筒體連接的環(huán)圓筒狀的彎頭筒體、以及與所述彎頭筒體連接的直圓筒狀的下筒體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)夾式折流桿換熱器，其特征在于，所述筒體內(nèi)同軸設(shè)置有 內(nèi)筒體，所述內(nèi)筒體與所述折流圈固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)夾式折流桿換熱器，其特征在于，所述折流桿平行分布固 定連接在所述的折流圈上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)夾式折流桿換熱器，其特征在于，上筒體靠近彎頭筒體的 折流圈上設(shè)置有擋塊；下筒體靠近彎頭筒體的折流圈上設(shè)置有擋塊，彎頭筒體內(nèi)最外側(cè)的 折流圈上設(shè)置有擋塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)夾式折流桿換熱器，其特征在于，所述上筒體上設(shè)置有殼 程出口組件，所述下筒體上設(shè)置有殼程入口組件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)夾式折流桿換熱器，其特征在于，所述筒體外設(shè)置有框架 式支撐底座。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)夾式折流桿換熱器，其特征在于，所述換熱管為U型換熱管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)夾式折流桿換熱器，其特征在于，所述彎頭筒體包括內(nèi)側(cè) 半彎頭、以及與所述內(nèi)側(cè)半彎頭拼接的外側(cè)半彎頭；所述內(nèi)側(cè)半彎頭與所述外側(cè)半彎頭拼 接形成中空圓筒體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)夾式折流桿換熱器，其特征在于，所述上筒體為無縫鋼管， 所述下筒體為無縫鋼管；所述上筒體與所述彎頭筒體通過環(huán)形焊縫連接；所述下筒體與所 述彎頭筒體通過環(huán)形焊縫連接。
專利摘要本實用新型涉及一種發(fā)夾式折流桿換熱器，包括筒體、設(shè)置在筒體兩端部的管板、分別連接在兩管板上的管程入口水室和管程出口水室、以及設(shè)置在筒體內(nèi)并貫穿管板的換熱管，筒體內(nèi)還設(shè)置有沿軸向的環(huán)形折流圈，折流圈上固定設(shè)置有折流桿；筒體包括直圓筒狀的上筒體、與上筒體連接的環(huán)圓筒狀的彎頭筒體、以及與彎頭筒體連接的直圓筒狀的下筒體。本實用新型通過設(shè)置上筒體、彎頭筒體、以及下筒體，水平方向上大大減小折流桿換熱器的長度，在換熱負荷大、殼程流量小的情況下，殼程流體能夠?qū)崿F(xiàn)高流速，強化殼程傳熱；同時解決了空間限制問題，減小溫差應(yīng)力。
文檔編號F28F9/00GK201772780SQ20102050151
公開日2011年3月23日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者何軍山, 宋琰, 薛楊, 郎紅方 申請人:中廣核工程有限公司;中國廣東核電集團有限公司