折流杆换热器的设计

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 折流杆换热器的设计 摘 要 本文介绍了折流杆换热器 与传统换热器相比的特点和应用，并对 所设计的折流杆换热器的折流杆结构进 行了详细阐述，同时对折流圈，导流筒 结构和管板密封形式进行了设计和论述。 从而为折流板换热器的设计，制造以及 研究提供了依据和指导。 中国论文网 /8/view-12875965.htm 关键词 换热器；折流杆；折流 圈；导流筒；设计 中图分类号 TQ051 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2012）69- 0132-02 美国菲利普公司在上世纪 70 年 代进行开发，设计研究出来折流杆换热 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 器，此换热器主要目的是用来解决传统 换热器中遇到的流体诱导振动问题。它 的特点是抗振动性能强，并能消除壳程 中的滞留区，能够很好地改善壳程流体 的速度和温度的分布2。 这种换热器的主要结构主要是由 折流网络和换热管组成的，折流网络是 由很多个折流圈相隔一定距离焊接或用 普通的定距管固定于拉杆上形成的。而 每一个折流圈又是由很多根折流杆相互 平行通过一定的间距焊接在外环上形成 的。这些折流网络和换热管进行热交换 就达到换热器的换热目的。 这种换热器能够改善常规的板式 折流板换热器的流体诱导振动。在这种 结构中，支撑管子的折流杆与管子几乎 不存在间隙，管束中每根传热管的上、 下、左、右都得到了可靠的支撑，而且 从根本上改变了流体的流动状况，变折 流板换热器的横向流动为平行于管子的 轴向流动，从而消除了产生液体诱导振 动的根源，增加了传热效率，减小了压 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 力降。另外折流杆换热器不易结垢，流 体在经过折流杆时产生文丘里效应对管 壁有强烈的冲刷作用，而且由于平行流 动，避免了死区，也使得污垢难以形成。 在某项目中，因传统的换热器均 不能解决诱导振动、传热效率和压降的 问题，故设计一台折流杆换热器，以满 足工艺及节能减排的需要。 1 设计方法 1.1 折流杆结构设计 此折流板换热器的最主要特点是 采用了折流板网络结构作为热交换的载 体。这也是与传统换热器最主要的区别。 设计的关键也是在于折流板网络的构造 设计。 折流板网络结构是由很多个折流 删组成的。每一个折流栅都是由很多根 折流板均匀，并且平行的焊接在一个管 圈内组成的，我们通常将这个管圈称作 折流圈。折流杆时最基本的组成部分， 它可以是多种多样的，如方形，圆形， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 长方形等。折流杆组成的折流删等间距 排列成一组，变构成折流网络的一个单 元，如图 2（a ）所示。为了增加换热管 的稳定性，我们将相邻两个折流圈和附 带的折流板相互垂直排列。即其中一个 竖直排列，则另一个水平排列。这样也 可以使得每一根换热管在上下左右个方 向得到支撑，如图 2（b）所示。为了增 加热传导效率，我们将折流栅中相邻的 两个折流杆间隔并交错排列，如图 2（c）所示。由此两种热交换介质中的 流体由传统的垂直于换热管的横向流动 变为平行于换热管的轴向流动，从而消 除了产生诱导振动，增加了传热效率， 减小了压力降。 图 2 折流杆网络结构 换热管的中心距减去换热管直径 便是折流杆直径，折流杆与换热管之间 没有间距。折流板平行焊接在折流圈 （环）上，折流圈平行排列组成折流栅， 折流栅一组一组的排列构成折流网络， 这种排列最大的利用了板间的换热面积， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 使得热传导效率大大提高，同时也为换 热管提供了牢固的支撑。 1.2 折流圈的设计 折流圈一般由圆钢、方钢或方条 制成。折流圈外径等于壳体内径减去 GB151、TEMA 等设计标准所规定的间 隙，可参考者流板的直径选取。此次设 计的换热器折流圈用厚板条制。 折流圈用方钢连接成折流杆网络， 圈的间距可视具体情况变化。对于直径 较大的换热器，除用方钢将折流圈连接 外，还应用拉杆定距管固定，这样设计 即可方便各折流栅的组装焊接，也增加 了整组折流栅的稳定性1。 1.3 导流筒的设置 为克服进、出口处管束因流体流 速过高而产生的冲刷磨损应设置外导流 筒。外导流筒的引入可在不增加筒体直 径的前提下，有效的加大进口管的尺寸， 从而降低压降，增加设备的效率；同时， 为减小流体停滞区，提高传热效率也应 设置外导流筒，从而增加换热管的有效 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 换热长度。在设计导流筒时，应保证接 管进出口流通面积、环隙流通截面积与 壳程流通面积逐级增加 10%15%1。 1.4 管板 由于折流杆对换热管起到了很好 的支撑作用，管板的厚度也可以