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管式换热器的“斜向流”设计

 

工程中广泛应用的弓形折流板换热器,因为结构原因致使壳程存在较大的活动和传热死区,换热面积无法得到充分利用;且壳程流体活动阻力较大,尤其是壳程流体流速较高时,不仅轻易产生流体诱导振动,并且若对流体的外加动力有限,难以公道调节工艺介质的温度以知足工艺流程的需要。折流杆换热器实现了壳程流体的纵向活动,表现出更优的传热、流体活动、抗振和抗垢机能,但其在低Re工况下传热效果不佳的缺陷,也限制了其广泛应用。


为改进前述弓形折流板换热器和折流杆换热器在结构和机能方面的缺陷,提出了换热器壳程流体“斜向流”的概念。壳程流体斜向活动状态的作用效果,实际上是将横向流换热器壳程主流区的横向活动分散为多股受迫倾斜活动,将横向流换热器壳程活动死区予以分散并凭借特殊管束支撑结构特点予以部门消除,通过管束支撑结构的导流作用,避免了流体因受横向阻挡产生的速度剧烈变化和功能损失,同时还有效利用了横向流对换热管更为强烈的冲洗作用引起的强化传热效果。其总体上的纵向活动趋势,在一定程度上继续了纵向流换热器抗振机能好、除垢防垢效果强、综合机能优等特点。这种活动状态,使得管壳式换热器将横向流和纵向流换热器的各自独特机能相结合,兼备了横向流和纵向流换热器的双重上风。


遵循壳程流体“斜向流”的设计理念,研制开发了一种新型管束支撑结构的管壳式换热器—帘式折流片换热器,实现了壳程流体的斜向活动。其核心构件为帘式折流珊,折流珊由若干片特定外形的折流片倾斜一定角度后,两端固定至折流圈上组合而成。各折流珊的装配方向有平行、正交、对称等多种组合方式,通过相邻折流珊上的折流片可实现换热管字横向和纵向位置上的完全支撑和定位。

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