阅读说明：本技术 一种用于防藻防垢的列管换热器 (Tube nest heat exchanger for preventing algae and scale ) 是由 文红军 宋晨 郭禹廷 赵雪梅 刘昊 付潇艺 国红 于 2020-07-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于防藻防垢的列管换热器,所述壳体内设有若干组折流板,每组折流板包括依次设置的小折流板和大折流板；所述壳体内还设有定距管,所述定距管依次穿过大折流板和小折流板；所述大折流板为圆环形,所述大折流板的外径与壳体的直径相等；所述小折流板为圆形；每组折流板内还设有若干导流板,所述导流板垂直固定在大折流板朝向出水口的一侧,所述导流板为弧形。本发明的装置使得列管换热器中的水能够不断改变水流方向,同时形成湍流,水流冲刷力度大,从而水对壳体内表面和换热管外表面的冲刷效果显著增加,防止藻类植物在换热器壳程侧内表面和换热管外表面的滋生和结垢的形成,从而使换热器壳程防藻防垢效果显著。(The invention discloses a shell-and-tube heat exchanger for preventing algae and scale, wherein a plurality of groups of baffle plates are arranged in a shell, and each group of baffle plates comprises a small baffle plate and a large baffle plate which are sequentially arranged; a distance tube is further arranged in the shell and sequentially penetrates through the large baffle plate and the small baffle plate; the large baffle plate is annular, and the outer diameter of the large baffle plate is equal to the diameter of the shell; the small baffle plate is circular; and a plurality of guide plates are also arranged in each group of baffle plates, the guide plates are vertically fixed on one side of the large baffle plate facing the water outlet, and the guide plates are arc-shaped. The device of the invention enables water in the tubular heat exchanger to continuously change the water flow direction, forms turbulence at the same time, and has large water flow scouring strength, thereby obviously increasing the scouring effect of the water on the inner surface of the shell and the outer surface of the heat exchange tube, preventing the breeding and scaling of algae on the inner surface of the shell side of the heat exchanger and the outer surface of the heat exchange tube, and further ensuring the shell side of the heat exchanger to have obvious algae-preventing and scale-preventing effects.)

一种用于防藻防垢的列管换热器

技术领域

本发明涉及列管换热器技术领域，尤其涉及到一种用于防藻防垢的列管换热器。

背景技术

管壳式列管换热器由于结构简单紧凑，造价低等优点，在化工、医药、食品等行业中深受青睐。管壳式换热器的管程清洗方便，即使管程堵塞，拆卸开两端的壳体也很容易进行机械清洗。但管壳式换热器的壳程侧不能拆开进行机械清洗。循环水池的水在进入壳程之前往往有大量的活性微生物(例如：藻类)、悬浮物，容易造成在壳程侧的壳体内表面和换热管外表面上附着有大量的活性微生物。一旦这些活性微生物在壳程内有大量附着，在温度环境适宜的情况下就会迅速的繁殖、生长，很容易造成壳程堵塞，影响换热的效率，甚至换热器失去换热的效果。另外，由于循环水池的水存在大量的Ca²⁺、Mg²⁺等阳离子和CO₃ ^2-、HCO₃ ^-等阴离子，在壳程水流速不大的情况下，在壳体内壁和换热管外壁上很容易形成结垢，影响换热的效率。

传统结构的折流板只能单向地使水从壳体内壁流向中心附近，水在换热器内的流程较短，流速较慢，容易在壳体内壁和换热管外表面形成藻类和水垢。所以后续出现了很多螺旋折流板，例如申请号为201910498389公开了一种折弯3分螺旋折流板换热器，申请号位201821969180公开了一种高换热效率的碳化硅列管换热器，换热器中都使用了螺旋折流板，但这种换热器制作工艺复杂，成本高；水流方向改变有限并且水流速度不变，冲刷力度小，除藻除垢效果还不是很突出。所以现在需要一种列管换热器，通过对折流板的改进，不仅能够不断改变水流方向，还能加大水流冲刷力度，使水在换热器壳程内表面和换热管外表面之间形成湍流，防藻防垢效果显著，且制作简单，造价低。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种用于防藻防垢的列管换热器。通过对折流板的改进并引进导流板，使得列管换热器中的水能够形成湍流，冲刷力度大，从而加大水对壳体内表面和换热管外表面的冲刷效果，防止藻类植物在换热器壳程侧内表面和换热管外表面的滋生和结垢的形成，从而使换热器壳程防藻防垢效果显著。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种用于防藻防垢的列管换热器，所述列管换热器包括壳体和换热管管束，换热管管束固定在壳体两端的管板上，所述壳体的两端分别设有进水口和出水口；所述壳体内设有若干组折流板，所述换热管管束横向穿过每组折流板；每组折流板包括依次设置的小折流板和大折流板，所述大折流板与小折流板平行；所述大折流板的截面为圆环形，所述大折流板的外径与壳体的直径相等；所述小折流板的截面为圆形，所述小折流板的周圈距壳体内壁之间所形成的圆环的面积与大折流板的内圆的面积相等；所述大折流板、小折流板与壳体截面的圆心位于同一直线上；每组折流板内还设有若干导流板，所述导流板垂直固定在大折流板朝向出水口的一侧，所述导流板为弧形；所述导流板穿过换热管管束的间隙，所述导流板的一端与壳体内壁相接、另一端位于大折流板的内圆上；所述壳体内还设有至少三条定距管，所述定距管依次穿过大折流板和小折流板，所述定距管的一端固定在靠近壳体出水口一端的管板上，另一端固定在靠近壳体进水口的大折流板上。

作为优选，每组折流板之间的间距均相同。

作为优选，所述大折流板与相邻的小折流板之间的间距均相同。

作为优选，所述壳体内设有三条定距管，所述定距与相邻定距管之间的距离均相等。定距管不但能确定折流板之间的间距，还能起到固定折流板的作用。

作为优选，所述定距管的一端固定在靠近壳体出水口一端的管板上，另一端固定在靠近壳体进水口的大折流板上。

作为优选，每组折流板内设有4～12个导流板。可根据换热器壳体的直径设置导流板的数量，换热器壳体的直径越大，导流板设置的数量越多。

作为优选，所述导流板弧形的开口方向按顺时针/或逆时针方向顺次均布在大折流板上。

作为优选，所述导流板与小折流板之间的间隔为0～100mm。即导流板可以固定在大折流板与小折流板之间时，导流板与小折流板之间的距离为0mm；导流板只固定在大折流板的一侧，导流板与小折流板之间存在孔隙时，导流板与小折流板之间的距离为≤100mm。距离为0mm容易在小折流板后方形成一个换热死区，影响换热效率；距离过大对涡流的形成不是很好，同样影响换热效率起不到本发明的效果，所以最适宜的距离为50mm左右。

作为优选，所述导流板与小折流板之间的间隔为50mm。

作为优选，所述导流板的另一端距大折流板的圆心的距离大于0mm、小于或等于10mm。导流板的一端固定在壳体内壁上，另一端向大折流板的圆心汇聚，导流效果佳。但导流板的另一端如果位于大折流板的圆心上，使导流板连接在一起，导流板之间容易形成死角，影响防藻防垢的效果。

本发明的有益效果为：

1.本发明的装置通过改变换热器折流板的结构形状来达到换热器壳程的防藻防垢效果。将折流板的区域分割成若干个小区域，在每一个小区域内通过“导流板”改变水的流动方向，使水的流动方向由向中心流动改为向中心再向周围流动再向中心的湍流，使水在换热器壳程内表面和换热管外表面之间形成湍流。由于湍流的形成，水的流向发生改变，水的流程变长，水的流速得到明显地提高，加大水的冲刷力，从而加大水对壳体内表面和换热管外表面的冲刷效果，防止藻类植物在换热器壳程侧内表面和换热管外表面的滋生和结垢的形成，从而使换热器壳程防藻防垢效果显著。

2.本发明的装置结构简单，大、小折流板和导流板易于制作且安装简单，与螺旋型折流板相比，制作成本和安装成本均低很多，列管换热器的整体造价低。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为现有换热器壳体中水的流向(箭头所表示水的流向，注：大折流板和小折流板上省略了换热管管束)；

图3为本发明壳体中水的流向(虚线和箭头即表示水的流向，注：大折流板上省略了换热管管束)；

图4为壳体内部省略换热管管束的结构示意图；

图5为定距管与大折流板和小折流板的结构示意图(大折流板和小折流板上省略了换热管管束)；

图中所示：

1.壳体，2.大折流板，3.小折流板，4.换热管管束，5.导流板，6.定距管，7.管板，8.进水口，9.出水口。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

正如背景技术所述，现有的列管换热器中的折流板一般为圆形或者螺旋形，通过对折流板的改造，壳体中水的流速可能会改变但水流方向基本不变。壳体内仍然存在死角，仍然不能对壳体的内壁和管束进行有效的冲刷。

基于此，本发明提供一种用于防藻防垢的列管换热器，如图1所示，所述列管换热器包括壳体1和换热管管束4，换热管管束4固定在壳体1两端的管板7上，所述壳体1的两端分别设有进水口8和出水口9；所述壳体1内设有若干组折流板，所述换热管管束4横向穿过每组折流板；每组折流板包括依次设置的小折流板3和大折流板2，所述大折流板2与小折流板3平行；所述大折流板2的截面为圆环形，所述大折流板2的外径与壳体1的直径相等；所述小折流板3的截面为圆形，所述小折流板3的周圈距壳体1内壁之间所形成的圆环的面积与大折流板2的内圆的面积相等；所述大折流板2、小折流板3与壳体1截面的圆心位于同一直线上；每组折流板内还设有若干导流板5，所述导流板5垂直固定在大折流板2朝向出水口9的一侧，所述导流板5为弧形；所述导流板5穿过换热管管束4的间隙，所述导流板5的一端与壳体1内壁相接、另一端位于大折流板2的内圆上；所述壳体1内还设有至少两条定距管6，所述定距管6依次穿过大折流板2和小折流板3，所述定距管6的两端固定在壳体1两端的管板7上。

每组折流板之间的间距均相同。所述大折流板2与相邻的小折流板3之间的间距均相同。

所述壳体1内设有三条定距管6。所述定距管6与相邻定距管6之间的距离均相等。所述定距管6的一端固定在壳体1出水口9一端的管板7上，另一端固定在靠近进水口8的大折流板2上。每组折流板内设有4～12个导流板5。所述导流板5弧形的开口方向按顺时针/或逆时针方向顺次均布在大折流板2上。所述导流板5与小折流板3之间的间隔为0～100mm。所述导流板5与小折流板3之间的间隔为50mm。所述导流板5的另一端距大折流板2的圆心的距离大于0mm、小于或等于10mm。

本发明的列管换热器可以改变水的流向，现有的列管换热器壳体1中水的流向如图2所示，本发明将一个折流板变为一组折流板，每组折流板设有圆环形的大折流板2和圆形的小折流板3；由于壳体1中，大折流板2和小折流板3依次间隔设置，水流通过每个折流板后方向都会发生变化，能够将列管换热器进行无死角冲刷。同时，在每组折流板内部设置导流板5，导流板5垂直固定在大折流板2上，水流通过大折流板2后，进入导流板5之间形成的空间，在弧形导流板5的作用下，水流方向由向中心流动变为向中心流动再回旋向壳体1内壁流动(如图3所示)，使水在换热器壳程内表面和换热管外表面之间形成湍流。由于湍流的形成，水的流向发生改变，水的流程变长，水的流速得到明显地提高，加大水的冲刷力，从而加大水对壳体内表面和换热管外表面的冲刷效果，防止藻类植物在换热器壳程侧内表面和换热管外表面的滋生和结垢的形成，从而使换热器壳程达到防藻防垢效果。由于小折流板3的周圈距壳体1内壁之间所形成的圆环的面积与大折流板2的内圆的面积相等，通过这样设置，每次通过大折流板2和小折流板3的水的流量不变、方向不断变化，通过导流板5的设置加大了水的流速，相当于每次通过导流板5都会对水流进行加速，使水流的冲刷力度加大，无形中形成多个水流加速器。不仅使得水流冲刷无死角，还加大了冲刷力度，有效的防藻防垢。

实施例

一种用于防藻防垢的列管换热器，所述列管换热器为卧式列管换热器，包括壳体1和换热管管束4，换热管管束4固定在壳体1两端的管板7上，所述壳体1的两端分别设有进水口8和出水口9；所述壳体1内设有若干组折流板，所述换热管管束4横向穿过每组折流板；每组折流板包括依次设置的小折流板3和大折流板2，所述大折流板2与小折流板平3行；每组折流板之间的间距均相同。所述大折流板2与相邻的小折流板3之间的间距均相同。所述大折流板2的截面为圆环形，所述大折流板2的外径与壳体1的直径相等；所述小折流板3的截面为圆形，所述小折流板3的周圈距壳体1内壁之间所形成的圆环的面积与大折流板2的内圆的面积相等。所述大折流板2、小折流板3与壳体1截面的圆心位于同一直线上。

每组折流板内设有4个导流板5。所述导流板5垂直固定在大折流板2朝向出水口9的一侧，所述导流板5为弧形；所述导流板5穿过换热管管束4的间隙，所述导流板5的一端与壳体1内壁相接、另一端位于大折流板2的内圆上、距大折流板2的圆心的距离为5mm；所述导流板5弧形的开口方向按逆时针方向顺次均布在大折流板2上。所述导流板5与小折流板3之间的间隔为50mm。

所述壳体1内设有三条定距管6，所述定距管6与相邻定距管6之间的距离均相等，所述定距管6依次穿过大折流板2和小折流板3，所述定距管6的一端固定在壳体1出水口9一端的管板7上，另一端固定在靠近进水口8的大折流板2上。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。