一种固定管板式热交换器的制作方法

1.本发明涉及一种固定管板式热交换器，属于换热器技术领域。


背景技术：

2.固定管板式换热器是指管束两端管板采用焊接方法与壳体固定连接的管壳式换热器。管板与壳体焊接后也可兼作法兰，与管箱法兰用螺栓连接。固定管板式换热器管程和壳程中，流过不同温度的流体，通过热交换完成换热，优点是结构简单，在保证相等传热面的条件下所需的壳体内径最小。
3.申请号为cn202010547601.x的发明专利公开了一种无管箱圆筒的固定管板式热交换器，属于热交换器的技术领域，包括管箱，所述管箱的一端密封装配有管箱封头且管箱封头内分隔有相互独立的第一腔和第二腔，管箱内布置有多根换热管且各根换热管的两端分别连通于第一腔和第二腔，第一腔和第二腔分别连接有管程出口和管程入口，管程出口与管程入口之间流通有管程介质；所述管箱上设有壳程入口和壳程出口，且壳程入口与壳程出口之间流通有壳程介质，以达到提高换热效率、降低装配难度以及缩小设备体积以提高适用范围的目的。但是，实际使用过程中，由于换热面积较小，导致其换热效率仍然无法满足日常工作需求。
4.因此，需要有一种固定管板式热交换器，增大换热面积，提高换热效率。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供增大换热面积，提高换热效率的一种固定管板式热交换器。
6.本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种固定管板式热交换器，包括壳体，所述壳体上设置有支座、壳程介质进口、壳程介质出口、管程介质进口和管程介质出口，所述壳体内设置有两个相互平行的管板和若干换热管，两个管板的外侧壁均设置有管箱，所述管板平面与所述壳体的轴线平行，所述换热管分别固定穿过两个管板，所述换热管的两端分别与两个管箱连通，并且换热管的轴线与管板平面相互垂直。
7.作为优选，两个管板均沿所述壳体的轴线方向分割为至少2段。
8.作为优选，所述换热管的外壁均设置有多个翅片。
9.作为优选，多个翅片沿换热管轴线方向均匀间隔布置。
10.作为优选，所述翅片为矩形的平面状金属片。
11.作为优选，所述翅片由多个以换热管轴线为中心周向间隔分布的导热片组成。
12.作为优选，所述管箱为采用分隔板将管板和壳体之间的空间合围形成与换热管连通的流动空间。
13.作为优选，所述管箱内设置有多个封板，多个封板将流动空间分隔为多个转向空间。
14.作为优选，两个流动空间中，其中一个流动空间中的多个转向空间与另一流动空
间中的多个转向空间交错布置，其中一个流动空间内的相邻两个转向空间通过换热管与另一流动空间内的一个流动空间连通。
15.作为优选，若干换热管在管板上的布管形式为三角形、转角三角形、正方形和转角正方形其中一种。
16.与现有技术相比，本发明的优点在于：
17.本发明一种固定管板式热交换器，通过将管板平面与壳体的轴线平行，且换热管的轴线与管板平面相互垂直，减小换热管长度的同时，提高换热面积，从而提高换热效率，而且，通过翅片，可以进一步提高换热面积，即进一步提高换热效率，另外，降低了管板安装难度，且管板尺寸无需受壳体直径限制，而且，减小换热管的长度，降低换热管加工难度。
附图说明
18.图1为本发明一种固定管板式热交换器的结构示意图；
19.图2为图1的a部放大图；
20.图3为换热管正三角形布管排列形式结构示意图；
21.图4为换热管转角正三角形布管排列形式结构示意图；
22.图5为换热管正方形布管的排列形式结构示意图；
23.图6为换热管转角正方形布管的排列形式结构示意图；
24.图7为换热管30
°
正三角形排列布管图；
25.图8为换热管60
°
转角正三角形排列布管图；
26.图9为换热管90
°
正方形排列布管图；
27.图10为换热管45
°
转角正方形排列布管图。
28.其中：壳体1，支座2，壳程介质进口3，壳程介质出口4，管程介质进口5，管程介质出口6，管板7，换热管8，管箱9，分隔板10，封板11，翅片12。
具体实施方式
29.如图1-10所示，本实施例中的一种固定管板式热交换器，包括壳体1，所述壳体1上设置有支座2、壳程介质进口3、壳程介质出口4、管程介质进口5和管程介质出口6，所述壳体1内设置有两个相互平行的管板7和若干换热管8，两个管板7的外侧壁均设置有管箱9，所述管板7平面与所述壳体1的轴线平行，所述换热管8分别固定穿过两个管板7，所述换热管8的两端分别与两个管箱9连通，并且换热管8的轴线与管板7平面相互垂直，所述管箱9为采用分隔板10将管板7和壳体1之间的空间合围形成与换热管8连通的流动空间，所述管箱9内设置有多个封板11，多个封板11将流动空间分隔为多个转向空间，两个流动空间中，其中一个流动空间中的多个转向空间与另一流动空间中的多个转向空间交错布置，其中一个流动空间内的相邻两个转向空间通过换热管8与另一流动空间内的一个流动空间连通；
30.工作期间，壳程介质从壳程介质进口3输入至壳体1内，再从壳程介质出口4排出，同时，管程介质从管程介质进口5输送至其中一个流动空间的其中一个转向空间，再从换热管8输送至另一流动空间的其中一个转向空间内，随后，再通过其他换热管8输送至起始转向空间相邻的一个转向空间内，如此，则使管程介质依次在转向空间和换热管8内呈s型流动，最终从管程介质出口6排出，而壳程介质中的热量传递至换热管8中的管程介质中，实现
热交换，其中，因换热管8的轴线与管板7平面相互垂直，不仅可以减小换热管8的长度，降低换热管8加工难度，而且还可以增加换热管8与壳程介质接触的整体面积，即增加了换热面积，提高了换热效率，而管程介质在换热管8内的流动方向与壳程介质在壳体1内的流动方向垂直，可以便于热量的传递，且转向空间内管程介质的热量可以通过壳体1实现散热，再次提高散热效率，另外，根据工作需求，两个管板7可以呈前后、上下等方向的布置，而壳体1可以水平或竖向设置。
31.两个管板7均沿所述壳体1的轴线方向分割为至少2段，管板7安装时，可以将多个管板7分段依次拼接，降低管板7安装难度，而且，因所述管板7平面与所述壳体1的轴线平行，管板7尺寸无需考虑壳体1内径，降低管板7加工难度。
32.换热管8的外壁均设置有多个翅片12，多个翅片12沿换热管8轴线方向均匀间隔布置，所述翅片12为矩形的平面状金属片，所述翅片12由多个以换热管8轴线为中心周向间隔分布的导热片组成，通过翅片12，进一步增加换热面积，即进一步提高换热效率。
33.若干换热管8在管板7上的布管形式为三角形、转角三角形、正方形和转角正方形其中一种。换热管8的布管方式主要有正三角形和正方形两种，当换热器直径及换热管8中心距一定时，正三角形布管比正方形布管可以布置更多根数的换热管8，所以通常情况下，换热器中都是采用正三角形布管的。
34.但是，当壳程介质容易结垢或者堵塞而需要定期进行机械清洗时，应选用可以抽出管束的u形管式或浮头式换热器，且采用正方形布管，因为正方形布管的管束，抽出后管间容易清洗。根据壳程介质横向流过换热管8管间空隙的流向不同，换热管8采用正三角形布管时，换热管8的排列形式又分为正三角形排列和转角正三角形排列两种，同样，换热管8采用正方形布管时，换热管8的排列形式又分为正方形排列和转角正方形排列两种，换热管8为30
°
正三角形排列或45
°
转角正方形排列时，流体在垂直流向折流板缺口时正对换热管8，冲刷换热管8外表面，提高换热效果。
35.同时，这两种换热管8排列形式，流体的通道截面积小，有利于提高流速，提高换热效率。
36.综上所述，通过将管板7平面与所述壳体1的轴线平行，且换热管8的轴线与管板7平面相互垂直，减小换热管8长度的同时，提高换热面积，从而提高换热效率，而且，通过翅片12，可以进一步提高换热面积，即进一步提高换热效率。
37.除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种固定管板式热交换器，其特征在于：包括壳体(1)，所述壳体(1)上设置有支座(2)、壳程介质进口(3)、壳程介质出口(4)、管程介质进口(5)和管程介质出口(6)，所述壳体(1)内设置有两个相互平行的管板(7)和若干换热管(8)，两个管板(7)的外侧壁均设置有管箱(9)，其特征在于：所述管板(7)平面与所述壳体(1)的轴线平行，所述换热管(8)分别固定穿过两个管板(7)，所述换热管(8)的两端分别与两个管箱(9)连通，并且换热管(8)的轴线与管板(7)平面相互垂直。2.根据权利要求1所述的一种固定管板式热交换器，其特征在于：两个管板(7)均沿所述壳体(1)的轴线方向分割为至少2段。3.根据权利要求1所述的一种固定管板式热交换器，其特征在于：所述换热管(8)的外壁均设置有多个翅片(12)。4.根据权利要求3所述的一种固定管板式热交换器，其特征在于：多个翅片(12)沿换热管(8)轴线方向均匀间隔布置。5.根据权利要求3所述的一种固定管板式热交换器，其特征在于：所述翅片(12)为矩形的平面状金属片。6.根据权利要求3所述的一种固定管板式热交换器，其特征在于：所述翅片(12)由多个以换热管(8)轴线为中心周向间隔分布的导热片组成。7.根据权利要求1所述的一种固定管板式热交换器，其特征在于：所述管箱(9)为采用分隔板(10)将管板(7)和壳体(1)之间的空间合围形成与换热管(8)连通的流动空间。8.根据权利要求7所述的一种固定管板式热交换器，其特征在于：所述管箱(9)内设置有多个封板(11)，多个封板(11)将流动空间分隔为多个转向空间。9.根据权利要求8所述的一种固定管板式热交换器，其特征在于：两个流动空间中，其中一个流动空间中的多个转向空间与另一流动空间中的多个转向空间交错布置，其中一个流动空间内的相邻两个转向空间通过换热管(8)与另一流动空间内的一个流动空间连通。10.根据权利要求1所述的一种固定管板式热交换器，其特征在于：若干换热管(8)在管板(7)上的布管形式为三角形、转角三角形、正方形和转角正方形其中一种。

技术总结
本发明涉及一种固定管板式热交换器，包括壳体，所述壳体上设置有支座、壳程介质进口、壳程介质出口、管程介质进口和管程介质出口，所述壳体内设置有两个相互平行的管板和若干换热管，两个管板的外侧壁均设置有管箱，所述管板平面与所述壳体的轴线平行，所述换热管分别固定穿过两个管板，所述换热管的两端分别与两个管箱连通，并且换热管的轴线与管板平面相互垂直。该固定管板式热交换器，通过将管板平面与壳体的轴线平行，且换热管的轴线与管板平面相互垂直，减小换热管长度的同时，提高换热面积，从而提高换热效率，而且，通过翅片，可以进一步提高换热面积，即进一步提高换热效率。即进一步提高换热效率。即进一步提高换热效率。


技术研发人员：吴云 万明忠 毛敏 蒋涛 张春琳 王海范 倪永良 谢汝贵 陈爽 张燕飞 王逸天
受保护的技术使用者：江苏电力装备有限公司 中能建数字科技集团有限公司 江苏省化工设备制造安装有限公司
技术研发日：2023.08.07
技术公布日：2023/10/20