防短路螺旋折流板管壳式换热器的设计思路

作者/来源：孟兴芜，任春芳，宋小平（中国五环化学工程公司，湖北 武汉 430223）   日期： 2008-07-12   点击率：1024

    近年来，随着石油、化工工程项目向大型化发展，各类设备尺寸不断增大，设备投资已占项目总投资的20％，其中包括占设备质量40％的换热器。设备的放大效应引发许多新的问题。虽然使用数量最多的管壳式换热器不断受到各类新型换热器的挑战，但因其具有结构简单、耐高压、造价低等优势，仍广泛应用于我国石油、化工、发电等行业。为了提高管壳式换热器的换热效率、改善振动情况、降低阻力，专业人员在强化异形管及改变折流板形状方面进行了很多尝试，并取得了一定的成绩，防短路螺旋折流板换热器便是其中的1种，以下简要介绍。 1  螺旋折流板换热器的短路漏流问题     20世纪70年代开发的螺旋折流板换热器以其壳程流体呈螺旋状流动、管束不易振动破坏、在相同换热面积下能够有效减少流体阻力等优点逐渐受到关注。理论上，螺旋折流板换热器壳程内介质呈螺旋流动模式，突破了传统垂直于壳体轴线的弓形折流板横向流多次折返的流动模式，减少了窗口区流体大角度折返的压头损失，为介质提高流速提供了可能。螺旋折流的流动方式使壳程横截面出现一个速度梯度场，这个速度梯度场将每根换热管都置于换热介质旋涡中。此旋涡的优势在于：①换热管表面边界层减薄、热阻降低，流场与温度场协同性较好；②螺旋通道内高速旋转的介质流有利于冲刷壳程内的颗粒物及沉淀物，消除了结垢严重的三角死区，显著降低了污垢的热阻，增加了有效换热面积；③通过选择合适的角度可得到均一的避开了管子激振频率的支撑长度，解决了管束振动损伤等问题。 ....