连续螺旋折流板,可以使壳程的流体呈螺旋柱塞流状态流动,从而快速增加流体之间的混合,使流体之间的温度差异得到快速消除,实现高效的传热。

理想的螺旋折流板应该为一个连续不间断、不漏流的螺旋曲面,并具有以下特点：

1、螺旋面为直纹曲面。

2、曲面各处法向等厚。

3、直纹曲面螺旋折流板开孔前处处连续。

4、螺旋折流板从旋转中心到外径连续,中间无断开。

5、无论螺旋折流板外直径多么大,中心孔螺旋线都趋向于直线。

6、折流板管孔在管板平面上的投影为正圆形,且靠近中轴线处的大倾斜角度位置也严格按尺寸开孔。

与传统的弓形折流板换热器相比,连续螺旋折流板换热器具有强化传热、壳侧压降小、流速高、流速均匀、流动滞死区少等诸多优点。

阻力、压降小

弓形折流板会使流体呈“Z”形来回折返,壳程阻力偏高,螺旋折流板能够使流体螺旋前进,降低壳程阻力20%~50%。

流动滞死区少

弓形折流板换热器壳程内流动滞死区多,容易结垢,结垢速率大会导致换热器传热性能下降快。螺旋折流板换热器壳程内几乎没有流动滞死区,流速分布均匀,不容易结垢,能够延长换热器使用周期。

传热效率提高

弓形折流板换热器由于流动滞死区多,导致温度分布不均,螺旋折流板换热器几乎没有流动滞死区,温度分布均匀,传热效率能够提高10%~30%

诱导振动减小

弓形折流板换热器内换热管液体来回冲撞,产生诱导振动,换热管与管板连接接头容易产生焊缝裂纹,螺旋折流板换热器换热管持续朝一个方向受力诱导振动得到改善,换热管与管板连接接头更可靠。

由于理想的螺旋折流板加工困难,一般采用若干个1/4的扇形平面板替代曲面相间连接,形成近似的螺旋面,在折流时流体处于近似螺旋流动状态。这样的非连续螺旋折流板仍存在诸多不足之处,例如扇形板连接处是非光滑的锐角过渡,对轴向运动的流体存在反压,流体通过时的突然转向会造成能量损失,在螺旋角较大时能耗更严重;相邻两片扇形板空间对接时,必须附加角接板才能填补缝隙,既费工又废料,又增大了流体的阻力。相比之下,具有理想螺旋曲面的连续型螺旋折流板有着更好的传热与流动特性,但在实际应用时必须首先解决其加工难题。

直到2019年,连续螺旋折流板的加工技术取得突破,成功加工出理想的连续螺旋折流板。