一种换热器导流筒内引流减阻装置

一种换热器导流筒内引流减阻装置

张秀红

（茂名市茂港电力设备厂有限公司广东茂名525021）

摘要：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。

导流筒是管壳式换热器的重要组成部分，其主要任务是为了使导流筒进口处的流体分布更加均匀，降低流体的速度，减小流体对换热管的冲击。但是传统的导流筒内存在流体的滞留区，阻力较大。所以减小导流筒内的阻力刻不容缓，一种换热器导流筒内引流减阻装置能较好的解决这个问题，降低流体的阻力。

关键词：管壳式换热器；导流筒；阻力

Adeviceforreducingtheflowintheguidetubeofaheatexchanger

Abstract:Atpresent,inChina'spetrochemicalindustry,heatexchangeequipmentaccountedformorethan30%oftheinvestmentinequipment,intheheatexchangeequipment,theuseofthelargestisthetubeshellheatexchanger,thusimprovetheefficiencyofheatexchangerinchemicalindustry,energysavingandemissionreductiontoimprovebusinessefficiencyisveryimportant.

persiontubeisanimportantpartofthetubeandshellheatexchanger,itsmaintaskistomakethepersiontubeinletfluiddistributionmoreuniform,reducethespeedofthefluid,reducetheimpactofthefluidexchangeheatpipe.However,thereisalargedraginthetraditionalflowtube.Therefore,itisurgenttoreducetheresistanceintheguidetube,andtheinternaldrainagereductiondeviceofaheatexchangercanbettersolvethisproblemandreducetheresistanceofthefluid.

Keywords:Shellandtubeheatexchanger;Thepersiontube;Resistance

作者简介：张秀红（1990-），女，吉林松原，汉族，大学本科，茂名市茂港电力设备厂有限公司工程师，研究方向为换热器优化设计。

导流筒是管壳式换热器的重要组成部分，其主要任务是为了使导流筒进口处的流体分布更加均匀，降低流体的速度，减小流体对换热管的冲击。但是传统的导流筒内存在流体的滞留区，使得换热器的整体换热效率降低、流动阻力增大。

现有技术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。

针对这种情况，利用引流装置来减小流体的阻力，提供一种结构紧凑、安装简便且不易变形、抗振性能好、使用寿命长的换热器成为企业发展的重中之重。

设置导流筒内引流减阻装置不仅可以防止进口处高速流体对管束的直接冲击，并且可以使得壳程流体达到较均匀分布，从而使壳程进口段管束的传热面积得到充分利用，同时还起到减小传热死区以及防止进口段可能会出现的流体振动的作用。

1、能有效降低流体阻力

一种带有导流筒结构的换热器，其结构包括壳程进出口、引流装置、导流筒以及导流筒内壳；所述引流装置是呈对称的，由两块弧形板和两块侧板焊接而成，两块弧形板的一边要焊在一起，并将连接处打磨成尖锐状，弧形板的另一边要贴焊在导流筒的内壳上，并将焊接处打磨平整，减小流体的流动阻力；两块侧板分别装在弧形板的两端进行封闭；经数值模拟计算，弧形板的流动阻力远远小于锥形板和直角板；所述引流装置安装于壳程进口段的导流筒内壳上。

其中，引流装置是呈对称性的，两块弧形板一边的连接处打磨成尖锐状，弧形板另一边的焊接处要打磨平整，减小流体的流动阻力。

其中，弧形板由普通钢板压制成具有一定的弧度。

其中，弧形板和侧板的厚度是根据流体流量的大小确定的，弧形板的半径小于导流筒内壳的半径；经过数值模拟计算，圆弧板的流动阻力远远小于锥形板和直角板，效果更佳。

其中，两块侧板分别装在弧形板的两端进行封闭。

其中，引流装置的长度要大于导流筒进口的内径，多出范围在100~150mm。

其中，引流装置安装于壳程进口段的导流筒内壳上。

与现有技术相比，通过合理增设引流装置，以及合理地控制弧形板的弯曲布置，具有以下有益效果：一是在导流筒进口处的内壳上安装引流装置，使不规则的流体进入设备后变成规则性的流体，能够稳定流场，减小流体流动阻力的作用；二是节能效果明显，本发明导流筒内引流减阻装置与传统的导流筒相比，能够有效地控制流体的分布，消除流体的滞留区，降低流体流动阻力，节省较大的能量。该换热器结构简单，可广泛应用于石油、化工、电力等行业中。

2、具体实施方式

下面结合附图，详细说明换热器导流筒内引流减阻装置的实施方案。

参照图1、图2，本换热器导流筒内引流减阻装置包括壳程进口2、引流装置3、导流筒4和导流筒内壳7。

在换热器的壳程中，当流体经过壳程进口管2进入导流筒4后，其冲刷阻力被引流装置3所分散，流体通过引流装置3向两侧流动，使流体分布均匀，不仅避免了原始导流筒所承受的巨大的流体阻力，而且还避免了由于原始导流筒阻隔流体使导流筒处形成的滞留区。

在换热器的管程中，当流体经过管程进口管1进入管箱流经换热管束后，所增加的引流装置可以降低流体的速度，减小流体对换热管束的冲击。

本设计具有构思新颖、结构简单、制造方便的特点，由于所增加的引流装置的重量只占设备的极少部分，并不会增加设备的负担，对设备的投资也没有影响。本设计换热器导流筒内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。

图1

图2

附图说明

图1是换热器的总图；

图2是本发明换热器导流筒内引流减阻装置的结构图；

图3是本发明的增设引流装置的结构图。

图例说明：1-管程进口；2-壳程进口；3-引流装置；4-导流筒；5-壳程出口；6-管程出口；7-导流筒内壳。

3、结束语

通过合理增设引流装置，以及合理地控制弧形板的弯曲布置，可以使流体分布更均匀，能够减小垂直冲刷，从而减小阻力损失。该换热器结构简单，可广泛应用于石油、化工、电力等行业中。

参考文献

[1]董其伍，张垚.中国石油集团上海工程有限公司.换热器.化学工业出版社.2008.12.

[2]吴亚东.武汉化工学院机械工程系.管壳式换热器的研究与进展.[期刊]-化工时刊，2002（11）.