本发明涉及一种化工热交换器设备，特别是涉及一种射流冲击强化传热的管壳式热交换器。
背景技术：
1、管壳式热交换器是目前化工、石化、制药等过程工业领域应用最广泛的换热设备。应用广泛的根本原因是该种类型热交换器具有承压能力强、坚固耐用、密封性能好等优点，但其也存在自身难以克服的缺点，如相比于板式、螺旋管式等高性能换热器传热系数低，单位体积传热面积小；换热管内、外传热壁面容易结垢，换热性能随着使用时间增长下降明显，需要定期清洗管束，甚至整体更换管束，不仅增加了设备维护成本，还会影响整个生产工艺的持续运行。
2、在管壳式热交换器传统结构的基础上，通过改变冷、热流体的流动状态，进而提高热交换器的传热性能，各国学者和工程技术人员进行了大量探索和研究，如将光滑换热直管改进为波纹管、波节管、槽纹管、螺纹管、螺旋管等。研究结果表明，这些异形管改变了管内、外近壁流体的流动状态，增强了传热边界层的扰动强度，传热效果得到一定程度的提升。
3、但采用异形管也给设备的制造、安装带来一定的困难，并且管道容易结垢的弊端没有从本质上得到解决。为此，开发出传热性能显著提升并能长期保持较高传热效率的不易结垢的管壳式热交换器对于过程工业的提质增效以及整个社会的节能降耗具有较大的工程价值。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种射流冲击强化传热的管壳式热交换器，该热交换器采用多孔射流管将管程、壳程流体喷射冲击到换热管的内、外壁表面，显著减薄传热边界层，降低冷、热流体粘附于换热管表面的机率，具有极好的传热性能及其长期保持能力。
2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种射流冲击强化传热的管壳式热交换器，所述热交换器包括有前端管箱、管程射流管板、管程射流管束、前端换热管板、换热管束、筒体、壳程射流管束、壳程射流管板、壳程射流缓冲腔、后端换热管板、后端管箱、支持板；管程射流管束由多根射流管构成，射流管的数量、排列方式及中心距与换热管束相同；各射流管同心插入到对应换热管内，利用支柱进行支撑定位；各射流管沿其轴向开有多排射流孔，各射流管后端出口采用盲板封死，保证管程流体均由射流孔喷射而出；换热管束内、外管壁在换热管长度范围内受到管程、管程流体的多股射流垂直冲击作用；管程射流管板为一块圆平板，其上钻有垂直于板平面的管程射流管孔，管孔的数量、排列方式及中心距与换热管束相同；管程射流管板利用焊接方式与管程射流管束进行密封连接；管程射流管板左右两侧表面靠近外周位置加工有密封面，密封面的结构尺寸与对应的前端管箱和前端换热管板的密封面相匹配；壳程射流管束各射流管的排列方式与换热管束相匹配，保证壳程射流管位于相邻换热管的中心位置；各壳程射流管沿其轴向开有多排射流孔，射流孔方向垂直于管壁面；每排射流孔的射流流体分别垂直冲击对应相邻的换热管；壳程射流管束和换热管束利用弓形支持板进行支撑，各支持板沿轴向均布，相邻支持板布置方位相反，各支持板与外周的射流管焊接固定，各射流管后端出口采用盲板封死，保证壳程流体均由射流孔喷射而出；壳程射流管板是一块圆平板，其上钻有垂直于板平面的壳程射流管孔和换热管孔，管孔的数量、排列方式及中心距分别与对应的壳程射流管束与换热管束相同；壳程射流管束和换热管束与壳程射流管板之间分别采用焊接和胀接连接方式；壳程射流管板与筒体之间采用焊接连接方式；壳程射流缓冲腔由圆筒、壳程流体入口管和排液口组成；壳程射流缓冲腔圆筒两端分别与壳程射流管板和后端换热管板进行焊接密封。
4、所述的一种射流冲击强化传热的管壳式热交换器，所述射流管的射流孔方向垂直于管壁面，每排射流孔的数量为4~8个。
5、所述的一种射流冲击强化传热的管壳式热交换器，所述每排射流孔的数量取决于换热管束的排列方式，如为三角形排列，每排射流孔数为3；如为正方形排列，每排射流孔数为4。
6、所述的一种射流冲击强化传热的管壳式热交换器，所述支持板每块支持板与射流管焊接根数不少于3个，且焊接点位置呈分散状。
7、本发明的优点与效果是：
8、1、管程与壳程流体以径向射流方式冲击换热管壁面，传热边界层薄，传热系数高。
9、2、换热管近壁面流体在射流冲击作用下不断更新，从本质上避免或极大减缓了结垢现象的发生，能够长期保持良好的换热效果。
10、3、可以根据管、壳程流体的压力、温度以及物性特点，灵活采用单独管程射流强化、单独壳程射流强化或管壳程共同射流强化。
11、4、壳程射流强化彻底改变了传统热交换器利用折流板使壳程流体横向流过换热管束的流动状况，消除了流动与传热死区及换热管的振动。
12、5、本发明的各零部件均是常规的压力容器构件，设计、制造均有相应的标准规范可以依据，产品的安全性、可靠性完全能够得到保证。
1.一种射流冲击强化传热的管壳式热交换器，其特征在于，所述热交换器包括有前端管箱（1）、管程射流管板（2）、管程射流管束（3）、前端换热管板（4）、换热管束（5）、筒体（6）、壳程射流管束（7）、壳程射流管板（8）、壳程射流缓冲腔（9）、后端换热管板（10）、后端管箱（11）、支持板（12）；管程射流管束（3）由多根射流管构成，射流管的数量、排列方式及中心距与换热管束（5）相同；各射流管同心插入到对应换热管内，利用支柱进行支撑定位；各射流管沿其轴向开有多排射流孔，各射流管后端出口采用盲板封死，保证管程流体均由射流孔喷射而出；换热管束（5）内、外管壁在换热管长度范围内受到管程、管程流体的多股射流垂直冲击作用；管程射流管板（2）为一块圆平板，其上钻有垂直于板平面的管程射流管孔，管孔的数量、排列方式及中心距与换热管束（5）相同；管程射流管板（2）利用焊接方式与管程射流管束（3）进行密封连接；管程射流管板（2）左右两侧表面靠近外周位置加工有密封面，密封面的结构尺寸与对应的前端管箱（1）和前端换热管板（4）的密封面相匹配；壳程射流管束（7）各射流管的排列方式与换热管束（5）相匹配，保证壳程射流管位于相邻换热管的中心位置；各壳程射流管沿其轴向开有多排射流孔，射流孔方向垂直于管壁面；每排射流孔的射流流体分别垂直冲击对应相邻的换热管；壳程射流管束（7）和换热管束（5）利用弓形支持板（12）进行支撑，各支持板（12）沿轴向均布，相邻支持板布置方位相反，各支持板与外周的射流管焊接固定，各射流管后端出口采用盲板封死，保证壳程流体均由射流孔喷射而出；壳程射流管板（8）是一块圆平板，其上钻有垂直于板平面的壳程射流管孔和换热管孔，管孔的数量、排列方式及中心距分别与对应的壳程射流管束（7）与换热管束（5）相同；壳程射流管束（7）和换热管束（5）与壳程射流管板（8）之间分别采用焊接和胀接连接方式；壳程射流管板（8）与筒体（6）之间采用焊接连接方式；壳程射流缓冲腔（9）由圆筒、壳程流体入口管和排液口组成；壳程射流缓冲腔（9）圆筒两端分别与壳程射流管板（8）和后端换热管板（10）进行焊接密封。
2.根据权利要求1所述的一种射流冲击强化传热的管壳式热交换器，其特征在于，所述射流管的射流孔方向垂直于管壁面，每排射流孔的数量为4~8个。
3.根据权利要求1所述的一种射流冲击强化传热的管壳式热交换器，其特征在于：所述每排射流孔的数量取决于换热管束（5）的排列方式，如为三角形排列，每排射流孔数为3；如为正方形排列，每排射流孔数为4。
4.根据权利要求1所述的一种射流冲击强化传热的管壳式热交换器，其特征在于：所述支持板（12）每块支持板与射流管焊接根数不少于3个，且焊接点位置呈分散状。
