导流筒内引流减阻装置、导流筒及管壳式换热器

摘要

本发明涉及管壳式换热器技术领域，具体涉及导流筒内引流减阻装置、导流筒及管壳式换热器，其中引流减阻装置沿导流筒内壳的轴向设置，引流减阻装置是由两块弧形板和两块侧板拼接而成的封闭式结构，两块弧形板的上端相连接，两块弧形板的下端分别固定于导流筒内壳，两块弧形板相对的两侧端分别与对应的侧板固定连接；两块弧形板的弧形面均朝内侧弯曲。与现有技术相比，本发明能够消除导流筒内流体的滞留区、减小流动阻力、节能效果好，并且具有结构简单、制造方便的优点，可广泛应用到石油、化工以及电力等行业的热交换器中。

说明书

技术领域

本发明涉及管壳式换热器技术领域，具体涉及导流筒内引流减阻装置、导流筒及管壳式换热器。

背景技术

目前，在我国石油化工等行业中，换热设备占设备投资的30%以上，在换热设备中，使用量最大的是管壳式换热器，因此提高换热器的效能对化工行业节能减排、提高效益非常重要。

传统的管壳式换热器采用光滑圆管和单弓型折流板支撑结构，流体在壳程做垂直于管轴向的横向流动，在折流板前后区域存在较大的流动和传热死区，使得换热器的整体换热效率降低、流动阻力增大，并且在高雷诺数的情况下，常发生流体诱导振动而导致换热器失效。为了弥补上述缺陷，目前国内外已开发出折流杆、空心环和螺旋折流板等新型管束支撑，以及横纹管、螺旋槽管、波节管、缩放管、螺旋扁管等新型换热管，但这些新型结构都有一定的适应范围和条件。

现有技术中，为了充分利用换热器壳程进出口段的换热面积，在管壳式换热器壳程进、出口段增设导流筒，其主要目的是为了使壳程进口处的流体分布均匀，降低流体的速度，减小流体对换热管的冲击。但是,现有的导流筒由于结构设计不合理，导流筒阻隔流体，使得导流筒内形成流体的滞留区，流体阻力较大。另一方面，由于导流筒结构复杂，加工难度大，设备成本较高，且换热器壳程的承压能力有所降低。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本发明目的在于提供一种能够消除导流筒内流体的滞留区、减小流动阻力、节能效果好，并且结构简单、制造方便的导流筒内引流减阻装置、导流筒以及管壳式换热器。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

提供导流筒内引流减阻装置，所述导流筒包括导流筒内壳和导流筒外壳，所述导流筒外壳设有壳程进口，所述引流减阻装置沿所述导流筒内壳的轴向设置，所述引流减阻装置是由两块弧形板和两块侧板拼接而成的封闭式结构，所述两块弧形板的上端相连接，所述两块弧形板的下端分别固定于所述导流筒内壳，所述两块弧形板相对的两侧端分别与对应的侧板固定连接；所述两块弧形板的弧形面均朝内侧弯曲。

其中，所述两块弧形板和两块侧板均对称设置。

其中，所述两块弧形板的上端焊接，所述两块弧形板的下端分别焊接于所述导流筒内壳。

其中，所述两块弧形板的上端焊接处呈尖角状，所述两块弧形板的下端焊接处呈平滑状。

其中，所述弧形板的弧形面的圆弧半径小于所述导流筒内壳的半径。

其中，所述弧形板为矩形板，所述弧形板的长度大于所述壳程进口的内径长度。

其中，所述弧形板的长度比所述壳程进口的内径长度大100~150mm。

其中，所述弧形板和侧板均为钢板压制而成。

本发明还提供导流筒，包括导流筒内壳和导流筒外壳，所述导流筒外壳设有壳程进口，所述导流筒内还设置有上述的引流减阻装置。

本发明还提供管壳式换热器，包括壳体，靠近所述壳体的进口和出口处均设置有导流筒，位于所述壳体的进口处的导流筒内设置有上述的引流减阻装置。

本发明的有益效果：

本发明的导流筒内引流减阻装置沿导流筒内壳的轴向设置，引流减阻装置是由两块弧形板和两块侧板拼接而成的封闭式结构，两块弧形板的上端相连接，两块弧形板的下端分别固定于导流筒内壳，两块弧形板相对的两侧端分别与对应的侧板固定连接；两块弧形板的弧形面均朝内侧弯曲。与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）本发明在位于换热器壳程的导流筒内壳上安装引流减阻装置，当流体进入导流筒后，流体通过两块弧形板向两侧流动，其冲刷阻力被分散，使流体分布均匀，从而使不规则的流体进入导流筒后变成规则性的流体，能够稳定流场，具有减小流体流动阻力的作用，而且避免了导流筒所承受的巨大的流体阻力，降低流体对换热管的冲击；

（2）本发明在导流筒内壳上安装引流减阻装置，能够有效地控制流体的分布，消除了现有技术的导流筒由于阻隔流体而形成的滞留区，进一步降低流体流动阻力，节省较大的能量，有利于提高换热器的效能；

（3）本发明的引流减阻装置具有结构简单、制造方便的优点，由于导流筒内所增加的引流减阻装置的重量只占整个设备的极少部分，并不会增加设备的负担，而且易于加工，成本较低，对设备的改造成本也没有影响，因此，本发明的引流减阻装置可广泛应用到石油、化工以及电力等行业的热交换器中。

附图说明

图1为本发明的导流筒内引流减阻装置的结构示意图。

图2为本发明的导流筒内引流减阻装置的另一角度的结构示意图。

图3为本发明的导流筒内引流减阻装置的弧形板的结构示意图。

图4为本发明的导流筒的使用状态示意图。

图5为本发明的管壳式换热器的结构示意图。

附图标记：

壳体1、进口11、出口12；

导流筒2、导流筒内壳21、导流筒外壳22、壳程进口23；

引流减阻装置3、弧形板31、侧板32；

换热管4。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本发明进行详细说明。

实施例1：

本实施例的导流筒如图1至图5所示，导流筒2包括导流筒内壳21和导流筒外壳22，导流筒外壳22设置有壳程进口23，导流筒2内设置有引流减阻装置3，引流减阻装置3沿导流筒内壳21的轴向设置，引流减阻装置3是由两块弧形板31和两块侧板32拼接而成的封闭式结构。其中：两块弧形板31和两块侧板32均对称设置，两块弧形板31的上端焊接，两块弧形板31的下端分别焊接于导流筒内壳21，两块弧形板31相对的两侧端分别与对应的侧板32焊接，两块弧形板31的弧形面均朝内侧弯曲（见图1，内侧是指两块弧形板31朝向各自相对的方向）。当流体进入导流筒2后，流体通过两块弧形板31向两侧流动，其冲刷阻力被分散，使流体分布均匀并减小垂直冲刷，从而使不规则的流体进入导流筒2后变成规则性的流体，能够稳定流场，具有减小流体流动阻力的作用，避免了导流筒2所承受的巨大的流体阻力，降低流体对换热管4的冲击；另一方面，本发明能够有效地控制流体的分布，消除了现有技术的导流筒2由于阻隔流体而形成的滞留区，进一步降低流体流动阻力，节省较大的能量。

具体的，两块弧形板31的上端焊接处打磨成尖角状，两块弧形板31的下端焊接处打磨成平滑状，以进一步减小流体的流动阻力。

具体的，弧形板31的弧形面的圆弧半径小于导流筒内壳21的半径，弧形板31采用这种弧度设计，能够大大降低流体经过时的流动阻力，其流动阻力远远小于锥形板、直角板等其他形状的流动阻力。

本实施例中，弧形板31为矩形板，沿导流筒内壳21的轴向，弧形板31的长度大于壳程进口23的内径长度，且弧形板31的长度比壳程进口23的内径长度大100~150mm，以使由壳程进口23进入的流体能够迅速沿两块弧形板31的弧形面分散形成规则性流体，使流体分布更加均匀，起到稳定流场、减小流体流动阻力的作用。

具体的，弧形板31和侧板32的厚度根据流体流量的大小而确定。

具体的，弧形板31和侧板32均为钢板压制而成，具有易于加工的优点。

本发明的引流减阻装置3具有结构设计简单、制造方便的优点，由于导流筒内所增加的引流减阻装置3的重量只占整个设备的极少部分，并不会增加设备的负担，而且易于加工，成本较低，对设备的改造成本也没有影响。因此，本发明的引流减阻装置3可广泛应用到石油、化工以及电力等行业的热交换器中。

实施例2：

本实施例的管壳式换热器，如图4和图5所示，包括壳体1，壳体1的进口11和出口12处均设置有导流筒2，位于壳体1的进口11处的导流筒2内设置有引流减阻装置3。引流减阻装置3的结构与实施例1的完全相同。

当流体进入导流筒2后，流体通过两块弧形板31向两侧流动，其冲刷阻力被分散，使流体分布均匀并减少垂直冲刷，从而使不规则的流体进入导流筒2后变成规则性的流体，能够稳定流场，具有减小流体流动阻力的作用，而且避免了导流筒2所承受的巨大的流体阻力，降低流体对换热管4的冲击；另一方面，本发明能够有效地控制流体的分布，消除了现有技术的导流筒2由于阻隔流体而形成的滞留区，进一步降低流体流动阻力，节省较大的能量。本发明的引流减阻装置3还具有结构设计简单、制造方便的优点，由于导流筒内所增加的引流减阻装置3的重量只占整个设备的极少部分，并不会增加设备的负担，而且易于加工，成本较低，对设备的改造成本也没有影响。因此，本发明的引流减阻装置3可广泛应用到石油、化工以及电力等行业的热交换器中。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。