石墨外导流筒

     石墨热场中换热器壳程进出料口距管板较远时，流体在管板附近易产生死区，影响传热，为减少流体的停滞区可设置导流筒来实现。石墨热场里面的外导流筒其意义就在于增加流体的流速，导流增加流体流速的目的主要是为了增强化热效果。平顶山市信瑞达石墨制造有限公司目前生产的石墨热场采用等静压或者高纯模压加工，并且根据客户的要求加工，单晶炉热场及其配件成为受欢迎的产品之一。

　　导流筒换热器的外导流筒的引入可以在不增加整体壳程直径的前提下，有效地加大换热器进(出)料管口的尺寸，从而降低物料在进出口处的压降、增大设备的处理能力。

　　带石墨外导流筒的换热器尤其适用于进料管内介质流速高、ρv2值大、且容易引起管束振动的场合。由于不受传统管壳式换热器出入口处小流通面积的限制，换热器管板的布管数量可以明显增加。换热器外导流筒在设计上有许多特殊之处，各结构尺寸间的关联度很大，目前国内关于这方面的文献还较少。文献[1]曾对此做过有益的探讨。本文将结合工

程实践，对外导流筒的结构设计做更进一步的分析。

　　外导流筒的结构设计及分析：

　　1、外导流筒的高度H：即内衬筒内表面到外筒内表面的间距，见图1。GB151—1999《管壳式换热器》认为：“当接管外径>200mm时，间距不小于75mm”。而在实际工程中进出料接管的外径常远大于200mm，H的取值应该审慎考虑。

　　由于物料将由接管流入内衬筒与外筒、环板组成的环形空间中，因此必须满足流通面积的要求。内衬筒同样要起到防冲板的作用，因此应有：H≥d／4。

　　实践中，外导流筒高度H与接管外径do的比值应在0．25～0．3之间；H应以50mm级差为序列，大可以达到400mm。此外，H的具体取值与外导流筒的宽度B有密切关系。

　　外导流筒的宽度：即两个环板内侧之间的距离，需考虑入口接管处的流通面积、接管的开孔补强等两个方面的因素。

　　(1)结构要求

　　接管处环形间隙的流通面积A必须要大于接管的横截面积A。

　　(2)接管开孔补强要求

　　外导流筒上的进出料接管通常直径都较大，因而对该接管的开孔补强计算应特别重视。按GB1501998~钢制压力容器》的规定，在等面积补强法的适用范围内，接管处外筒体的有效补强宽度为2，(——开孔直径，mm)。但为了使换热器不过于笨重，工程中B值常远小于2，有效补强宽度也会因此缩短。

　　由于等面积补强法是基于无限长大平板上开小孔理论为基础的。从这个意义上讲，该法对于外导流筒上接管补强计算的准确性已大为下降。较准确的方法应采用应力分析法进行设计。

　　外导流筒结构的改进：近年来国内外工程公司对外导流筒结构做了很多优化和改进，现介绍两种典型结构。

　　2．栅板式入口设计结构

      将内衬筒在导流缺口的区域内均匀开设长方形孑L，中间形成栅板，各长方形孑L为等弧长分布，如图3所示。这样把导流缺口等分为若干个部分，可以使流体分布得更为均匀，并可降低对管束的冲击。

　　此外，栅板式人口设计也有利于减小内衬筒的焊接变形。由于大弧度导流缺口的存在，内衬筒的整体刚性被削弱，并且沿周向不均匀。这样在焊接外导流筒的左右两个环板时，内衬筒很容易产生变形。而栅板的存在，对内衬筒保持整体刚性有显著的效果。

　　对于外导流筒上的接管，特别是大开孔接管，适宜用ANSYS有限元软件进行应力分析计算。此时，接管与外筒、环板、内衬筒需要联合建模，可用20节点实体单元SOLID95，位移约束采用沿对称剖分面的对称性约束。

　　外导流筒内衬筒内表面到外导流筒的内表面间距为：接管外径d≤200mm时，间距不小于50mm;d>200mm时，间距不小于75mm,立式外导流换热器，应在内衬筒下端开泪孔。

      平顶山市信瑞达石墨制造有限公司的主导产品包括石墨热场、石墨模具、等静压石墨、高纯石墨、EDM石墨、石墨坩埚、SPD专用石墨片、石墨粉、各种石墨异形件等，产品现已广泛用于太阳能光伏、模具、电子半导体、电火花加工、冶金、化工、核工业和石英等行业。公司以严格的品质管理，完善的售后体系赢得了客户的信赖，成为了中国知名的石墨制品供应商。

　　加工能力：信瑞达石墨拥有铣、车、刨、切、钻、打磨以及CNC(数控机床)等加工能力。