一种离散布管螺旋折流板换热器.pdf

本申请公开了一种离散布管螺旋折流板换热器，包括中间固定管、绕设于所述中间固定管四周的折流板、以及穿设于所述折流板的多个换热管，所述多个换热管平行设置，所述换热管所分布的区域定义成以所述中间固定管为中心的环形的多个安装区，定义相邻的第一安装区和第二安装区，所述第一安装区相较于所述第二安装区靠近所述中间固定管，其中第一安装区中换热管的平均间距小于所述第二安装区中的换热管的平均间距。本发明管板中心向外布管间距逐渐增大，促使壳程外层流道部分的阻力减小液体速度变快，减少壳程外层流道液体流过的时间。最终使得壳程内外层流道液体通过时间一致，可以使所有换热管都处于高效状态。

权利要求书
1.  一种离散布管螺旋折流板换热器，其特征在于，包括中间固定管、绕设于所述中间固定管四周的折流板、以及穿设于所述折流板的多个换热管，所述多个换热管平行设置，所述换热管所分布的区域定义成以所述中间固定管为中心的环形的多个安装区，定义相邻的第一安装区和第二安装区，所述第一安装区相较于所述第二安装区靠近所述中间固定管，其中第一安装区中换热管的平均间距小于所述第二安装区中的换热管的平均间距。

2.  根据权利要求1所述的离散布管螺旋折流板换热器，其特征在于：液体流过所述多个安装区所在流道的时间相同。

3.  根据权利要求2所述的离散布管螺旋折流板换热器，其特征在于：每个所述安装区中的换热管等间距设置。

4.  根据权利要求2所述的离散布管螺旋折流板换热器，其特征在于：所述换热管沿远离所述中间固定管方向的间距渐性增大。

5.  根据权利要求2所述的离散布管螺旋折流板换热器，其特征在于：所述多个安装区包括依次远离所述中间固定管的内层流道、中层流道和外层流道。

6.  根据权利要求5所述的离散布管螺旋折流板换热器，其特征在于：所述内层流道、中层流道和外层流道的宽度相同。

7.  根据权利要求6所述的离散布管螺旋折流板换热器，其特征在于：所述内层流道、中层流道和外层流道中换热管的间距的比例为32:33:35。

说明书一种离散布管螺旋折流板换热器
技术领域
本申请涉及一种在石油、化工、电力，海水淡化等工业中使用的管壳式换热器，，特别是涉及一种离散布管螺旋折流板换热器。
背景技术
目前，螺旋折流板换热器主要采用等距布管的形式。等距布管螺旋折流板换热器，壳程内层流道短，液体容易快速通过，外层流道长，液体流动缓慢。这样会造成壳程内外流道换热效率不能同时达到最佳状态。尤其是大型化时换热效率低得还不一定比得上，弓形折流板换热器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种离散布管螺旋折流板换热器，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本申请实施例公开了一种离散布管螺旋折流板换热器，包括中间固定管、绕设于所述中间固定管四周的折流板、以及穿设于所述折流板的多个换热管，所述多个换热管平行设置，所述换热管所分布的区域定义成以所述中间固定管为中心的环形的多个安装区，定义相邻的第一安装区和第二安装区，所述第一安装区相较于所述第二安装区靠近所述中间固定管，其中第一安装区中换热管的平均间距小于所述第二安装区中的换热管的平均间距。
优选的，在上述的离散布管螺旋折流板换热器中，液体流过所述多个安装区所在流道的时间相同。
优选的，在上述的离散布管螺旋折流板换热器中，每个所述安装区中的换热管等间距设置。
优选的，在上述的离散布管螺旋折流板换热器中，所述换热管沿远离所述中间固定管方向的间距渐性增大。
优选的，在上述的离散布管螺旋折流板换热器中，所述多个安装区包括依次远离所述中间固定管的内层流道、中层流道和外层流道。
优选的，在上述的离散布管螺旋折流板换热器中，所述内层流道、中层流道和外层流道的宽度相同。
优选的，在上述的离散布管螺旋折流板换热器中，所述内层流道、中层流道和外层流道中换热管的间距的比例为32:33:35。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明在管板中心密集布管，加大了壳程内层流道部分的阻力，使得壳程内层流道液体速度变慢，加长液体流过的时间；管板中心向外布管间距逐渐增大，促使壳程外层流道部分的阻力减小液体速度变快，减少壳程外层流道液体流过的时间。最终使得壳程内外层流道液体通过时间一致，可以使所有换热管都处于高效状态。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明具体实施例中离散布管螺旋折流板换热器壳程流道的示意图；
图2所示为现有技术中换热管等间距分布的示意图；
图3所示为本发明具体实施例中换热管离散分布的示意图；
图4所示为本发明具体实施例中换热管离散分布的相对换热面积示意图。
具体实施方式
本申请实施例公开了一种离散布管螺旋折流板换热器，包括中间固定管、绕设于所述中间固定管四周的折流板、以及穿设于所述折流板的多个换热管，所述多个换热管平行设置，所述换热管所分布的区域定义成以所述中间固定 管为中心的环形的多个安装区，定义相邻的第一安装区和第二安装区，所述第一安装区相较于所述第二安装区靠近所述中间固定管，其中第一安装区中换热管的平均间距小于所述第二安装区中的换热管的平均间距。
进一步地，液体流过所述多个安装区所在流道的时间相同。
在一实施例中，每个所述安装区中的换热管等间距设置，在另一实施例中，所述换热管沿远离所述中间固定管方向的间距渐性增大。
进一步地，所述多个安装区包括依次远离所述中间固定管的内层流道、中层流道和外层流道。
进一步地，：所述内层流道、中层流道和外层流道的宽度相同。
进一步地，所述内层流道、中层流道和外层流道中换热管的间距的比例为32:33:35。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以直径1000mm，长6m的螺旋折流板换热器为例，将螺旋折流板换热器壳侧流体简化为3层。
对比例(换热管等距)，参图1和2所示。
特性见表1，表2：
表1(等距布管紊流计算结果)

表2(等距布管层流计算结果)


实施例(离散分布)，参图3和图4所示。
在中心加堵管φ168.3，其余流道重新划分，内层流道隔板槽区域布定距管或堵管。内层流道采用间距32三角形排列，中层流道采用间距33三角形排列，外层流道采用间距35三角形排列
离散布管特性见表3，表4：
表3(离散布管紊流计算结果)

表4(离散布管层流计算结果)

注：
⑴为研究方便简化了传热过程，假设单位时间内，单位换热面积的热量传输一致，当介质吸收到设计温度不再进行传热过程。括号中的数值为到设计温度后如果继续理想传热的值。
⑵假设介质流过换热管周围最高换热效率为100％,括号中的数值为实际能达到的效率。
从上面的实例中就可看出离散布管螺旋折流板换热器比传统螺旋折流板换热器具有更高的传热效率(74.35％～78.75％>25.25％～37.77％)
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来 将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。