连续螺旋折流板换热器

管壳式连续螺旋折流板换热器

关键词：不堵塞、防结垢、抗震动、压降小、换热效率高

一，管壳式连续螺旋折流板换热器的结构特点

所称谓的连续螺旋折流板换热器，就是将管壳式换热器壳程中用以控制流体运动方向的弓形折流板取消，取而代之的是连续螺旋折流板，实际上应称做导流板，。壳体中的连续螺旋导流板使得流体沿着一个连续而不间断的、无漏流的螺旋曲面运动，也就是流体在壳程的全程运动中，流动状态是稳定的螺旋运动、而运动速度是均匀的。这彻底改变了弓形折流板换热器中壳程流体的之字形的折返流动状态。这是对管壳式换热器壳程流体运动状态的一次革命。而现在较流行的并被认可的四分之一螺旋折流板换热器，它是由转变一定角度的四块扇形折流板组成一个螺距，即在一个象限放一块扇形折流板，扇形折流板之间间隔一定距离。这种螺旋折流板换热器所形成的只是一个近似的螺旋通道，并且在管束壳程中心部分有严重的短路。

图一是连续螺旋导流板管束的半成品的局部照片，图二

是四分之一螺旋板折流板管

图一 连续螺旋板导流板换热器管束

图二 四分之一螺旋板折流板换热器管束

束的半成品的局部照片。对两张照片进行比对，可以清楚的看到两种螺旋板换热器管 束在结构上的不同。连续螺旋导流板换热器没有短路问题，传热效率更高，操作弹性大。

二，管壳式连续螺旋导流板换热器壳程流体的流动特证及优点

传统的弓形折流板换热器壳程流体的运动轨迹是Z字型，流体的运动方向和速度总在变化，且存在流动盲区。连续螺旋导流板换热器壳程流体的运动轨迹是螺旋线，运动速度不变化，无流动盲区。

由于流体在壳程是做匀速的螺旋运动，因而压力损失特别小，当连续螺旋板换热器壳程流体流速是弓形折流板流体流速的二倍时，其压力损失远小于弓形折流板的压力损失。因而可以将连续螺旋板换热器壳体流速设计的很大，当流体流速大且压力损失小又无流动盲区时，就使连续螺旋板换热器具备以下特点：

其一是传热效率大大提高，因为提高速度是提高传热系数的重要因素；

其二是无堵塞，流速高且无盲区，就不会有沉淀物产生；

其三是防结垢，防止结垢最有效的办法就使提高流速，而流速高是连续螺旋导流板换热器的最大特点，流速高就能有效的减缓换热管管壁上结垢的形成，甚至可以避免结垢产生。当结垢少或没有结垢时，换热效率就得以提高，并使清洗周期得以延长，降低维修成本；

其四是，由于在一台换热器管束中导流板是连续的一个整体，换热管无支持跨距小，流体运动稳定无脉冲，因而能有效地防止换热管的振动，连续螺旋板换热器也非常适合易产生震动的场合。

单位压降下传热系数大是连续螺旋导流板换热器的明显特征。以壳程单位压降下传热系数大小（h/Δp）作为衡量换热器综合性能的评判标准，连续导流板换热器大大优于弓形折流板换热器。

图三 换热器壳程换热系数与压力降关系曲线

图三是根据我们的实验数据得出的连续螺旋导流板换热器和弓形折流板换热器换热系数于压力降关系曲线示意图。当流速达到一定数值后，连续螺旋导流板换热器的换热效率高，压力损失小的特点就会明显的表现出来。

三，本公司的技术现状

本公司经过五年多的研究和实验以及对ABB lummus公司的200多台螺旋板换热器的热工计算数据进行分析，现以全面掌握连续螺旋导流板换热器的制造加工、热工计算的全部技术。具有D类压力容器制造许可资质。

本公司已有三个关于连续螺旋导流板换热器的专利，并拥有西安交大的连续折流板换热器的美国发明专利（专利号[1**********]3.5）的使用权。

通过理论分析和实验证明，当连续螺旋导流板换热器直径较大时，壳程中心部分的流体流出壳体的时间比靠近外圆的流体快出几倍，这就使换热器的内外换热效果严重的不一致，为解决这一问题，我公司发明了多层连续螺旋导流板换热器，让内层螺旋板的螺距小于外层螺旋板的螺距。成功的解决了这一问题，并取得了专利（专利号[1**********]026.4）。为解决四分之一螺旋板换热器中心部分的短路问题，我公司发明了复合螺旋折流板换热器，即在四分之一螺旋板换热器中心部分加一个连续折流板的内芯。也取得了专利专利号[1**********]9.4）。

图四 已组装好的连续螺旋导流板换热器管束

图五 正在组装的连续螺旋导流板换热器管束

图六 正在加工的螺旋导流板

图七 工艺数据实验装置

四，实施状态

1连云港已投用两台本公司制造的连续螺旋导流板换热器，规格DN1200,压力

1.6MPa,壳程介质含钙CO2。

1， 大庆油田天然气公司已投用两台本公司制造的6台四分之一螺旋板换热器, 规格DN1200,压力1.6MPa., 壳程介质原油。

2， 四分之一螺旋折流板换热器已大量使用在石油石化工系统,其中，中石油大庆石化共投用128台,广州石化投用12台,广西石化投用5台,哈尔滨石化投用3台。 经过较长时间的运行证明,上诉所有换热器都达到设计要求,完全满足生产需要。 五，安装尺寸

1， 连续螺旋导流板换热器它的安装形式和传统的管壳式换热器是相同的，安装尺寸可以遵照 JB/T4714 ~4722进行设计。

秦皇岛东燕节能技术有限公司

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