1.一种带折流板缠绕管式换热器的设计计算方法，带折流板缠绕管式换热器包括螺旋缠绕管体(1)、折流板(2)、壳体(3)、位于折流板(2)和壳体(3)之间缺口(4)、单流段区域(5)，其特征是带折流板缠绕管式换热器的设计计算方法包括：无相变、单流体相变以及双流体相变三种不同条件的设计计算方法，无相变、单流体相变和双流体相变均采用分流段计算方式，而且无相变、单流体相变设计条件分别采用直接加权叠加方式；双流体相变设计条件各流段的传热需采用独立循环迭代计算；无相变条件的设计计算方法包括第一循环体(6)和第二循环体(7)，计算步骤为：a、设置换热器结构参数以及流体初始参数，b、选择管程和壳程传热模型，c、获取第一流体段的管程传热系数htube、壳程传热系数hshe11，d、首次计算热负荷Q1，以第一流体段的管程传热系数htube或壳程传热系数hshe11为预设值，e、以第一流体段的壳程传热系数hshe11为预设值进入第一循环体(6)的计算，并通过Q1＝Cp1×m1×DT1计算该段壳程hshe11流体出口温度Tf1，确定本段壁温Tw，Tw＝Q1/(h1×F1)+Tf1,m；通过管程传热系数htube的传热温差，获得本段管程热负荷Q2，计算Q1＝Cp2×m2×DT2，获取本段管程流体出口温度Tf2，根据Q2＝h2×F2×(Tf2,m‑Tw)获取热负荷Q2；

其中，Cp1为壳程流体定压比热容:J/(kg·K)，m1为壳程流体质量流量：kg/s，DT1为壳程流体进出口温度变化：K，Cp2为管程流体定压比热容:J/(kg·K)，m2为管程流体质量流2

量：kg/s，DT2为管程流体进出口温度变化：K，h1为壳程表面传热系数W/(m·K)，F1为管外

2 2

传热面积：m ，Tf1,m为壳程流体平均温度：K，h2为管程表面传热系数W/(m·K)，Tf2,m为管程流体平均温度：K；

计算(Q2‑Q1)/Q1的绝对值，若(Q2‑Q1)/Q1的绝对值≤0.5％或1％时，则获得本段管程传热系数htube和壳程传热系数hshe11，选择管程和壳程压降模型；再进入第二循环体(7)的计算，首先对带折流板缠绕管式换热器的流体段数k进行判断，若k＝kma×时，则获得带折流板缠绕管式换热器的总热负荷和总压降；最后进行设计判断，采用惩罚因子作为带折流板缠绕管式换热器优劣判据，PF＝[G×Dh×Tm/(4×htOt)]×(1/ρl‑1/ρv)×(dp/dz)，其中G为截

2 2

面质量流量：kg/(m s)，Dh为水力直径：m，htOt为换热器总换热系数：W/(m·K)，ρl为液相密

3 3

度：kg/m ，ρv为气相密度：kg/m ，dp为压降变化：Pa，dz为压降梯度：Pa，kma×为带折流板缠绕管式换热器的最大流体段数；

单流体相变的设计计算方法包括第三循环体(8)和第四循环体(9)，计算步骤为：a、设置换热器结构参数以及流体初始参数，b、选择管程和壳程传热模型，c、预设带折流板缠绕管式换热器第一流体段的出口干度为×1，然后进入第三循环体(8)计算，d、获取第一流体段的管程传热系数htube、壳程传热系数hshe11，e、计算第一流体段壳程热负荷Q1，Q1＝h1g×m×D×；确定本段壁温Tw，Tw＝Q1/(h1×F1)+Tf1，通过管程传热系数htube的传热温差，获得本段管程热负荷Q2，计算Q1＝Cp2×m2×DT2，获取本段管程流体出口温度Tf2，根据Q2＝h2×F2×(Tf2,m‑Tw)获取热负荷Q2；

其中，h1g为流体相变潜热：J/kg，m为质量流量：kg/s，D×为干度变化，Cp2为管程流体定压比热容:J/(kg·K)，m2为管程流体质量流量：kg/s，DT2为管程流体进出口温度变化：K，h1

2 2

为壳程表面传热系数W/(m·K)，F1为管外传热面积：m ，Tf1为壳程流体两相温度：K，h2为管2

程表面传热系数W/(m·K)，Tf2,m为管程流体平均温度：K；

计算(Q2‑Q1)/Q1的绝对值，若(Q2‑Q1)/Q1的绝对值＜0.5％或1％时，则获得本段管程传热系数htube和壳程传热系数hshe11，选择管程和壳程压降模型；再进入第二循环体(7)的计算，则获得本段管程传热系数htube和壳程传热系数hshe11，选择管程和壳程压降模型；再进入第四循环体(9)的计算，首先对带折流板缠绕管式换热器的流体段数k进行判断，若k＝kma×时，则获得带折流板缠绕管式换热器的总热负荷和总压降，最后进行设计判断，采用惩罚因子作为带折流板缠绕管式换热器优劣判据，PF＝[G×Dh×Tm/(4×htOt)]×(1/ρl‑1/ρv)×

2 2

(dp/dz)，其中G为kg/(ms)，Dh为水力直径：m，htOt为换热器总换热系数：W/(m·K)，ρl为液

3 3

相密度：kg/m ，ρv为气相密度：kg/m ，dp为压降变化：Pa，dz为单位长度：m，kma×为带折流板缠绕管式换热器的最大流体段数；

双流体相变的设计计算方法包括第五循环体(10)，计算步骤为：a、设置换热器结构参数以及流体初始参数，b、选择管程和壳程传热模型，c、预设带折流板缠绕管式换热器第一流体段的出口干度为×1，获取第一流体段的壳程传热系数hshe11，然后进入第五循环体(10)计算，再获取第一流体段的管程传热系数htube，d、计算第一流体段壳程热负荷Q1，Q1＝h1g×m×D×；e、确定本段壁温Tw，Tw＝Q1/(h1×F1)+Tf1，根据Q1计算管程本段出口干度×2，并根据×2计算管程本段传热系数h2，根据Q2＝h2×F2×(Tf2‑Tw)获取计算第一流体段壳程热负荷Q2；

其中，h1g为流体相变潜热：J/kg，m为质量流量：kg/s，D×为干度变化，h1为壳程表面传

2 2

热系数W/(m·K)，F1为管外传热面积：m ，Tf1为壳程流体两相温度：K，F2为管内传热面积：

2 2

m，h2为管程表面传热系数W/(m·K)，Tf2为管程流体两相温度：K；

计算(Q2‑Q1)/Q1的绝对值，若(Q2‑Q1)/Q1的绝对值＜0.5％或1％时，则获得本段管程传热系数htube和壳程传热系数hshe11，选择管程和壳程压降模型；然后对带折流板缠绕管式换热器的流体段数k进行判断，若k＝kma×时，则获得带折流板缠绕管式换热器的总热负荷和总压降；最后进行设计判断，采用惩罚因子作为带折流板缠绕管式换热器优劣判据，PF＝[G2

×Dh×Tm/(4×htOt)]×(1/ρl‑1/ρv)×(dp/dz)，其中G为截面质量流量：kg/(ms)，Dh为水力

2 3 3

直径：m，htOt为换热器总换热系数：W/(m·K)，ρl为液相密度：kg/m ，ρv为气相密度：kg/m ，dp为压降变化：Pa，dz为单位长度：m，kma×为带折流板缠绕管式换热器的最大流体段数。

2.根据权利要求1所述带折流板缠绕管式换热器的设计计算方法，其特征是若(Q2‑Q1)/Q1的绝对值＞0.5％或1％时，则判断Q2≤Q1，若Q2≤Q1，则调小Q1，然后重新进入第一循环体(6)的计算，该循环计算至(Q2‑Q1)/Q1的绝对值≤0.5％或1％；若Q2＞Q1，则调大Q1，然后重新进入第一循环体(6)的计算，该循环计算至(Q2‑Q1)/Q1的绝对值≤0.5％或1％。

3.根据权利要求2所述带折流板缠绕管式换热器的设计计算方法，其特征是若k＜kma×，计算另一流体段k+n的热负荷，n≥1，k+n的热负荷计算为；Qk+n＝QK‑1×(Tf1，i，k‑1‑Tf1，o，k‑1)×[(Tf1，o，k‑1‑Tf2，o，k‑1)/(Tf1，i，k‑1‑Tf2，i，k‑1)]；然后进行总热负荷以及总压降叠加计算：直至计算的流体段数为所需最大流体段数为kma×，再采用惩罚因子作为带折流板缠绕管式换热器优劣判据；

其中，Qtot为带折流板缠绕管式换热器的总热负荷：W，DPtot为带折流板缠绕管式换热器的总压降:Pa，Tf1，i，k‑1为第k‑1段壳程流体进口温度：K，Tf1，o，k‑1为第k‑1段壳程流体出口温度：K，Tf2，o，k‑1为第k‑1段管程流体出口温度，Tf2，i，k‑1为第k‑1段管程流体进口温度：K。

4.根据权利要求1所述带折流板缠绕管式换热器的设计计算方法，其特征是若(Q2‑Q1)/Q1的绝对值＞0.5％或1％时，则判断Q2≤Q1，若Q2≤Q1，则调小×1，然后重新进入第三循环体(8)的计算，该循环计算至(Q2‑Q1)/Q1的绝对值≤0.5％或1％；若Q2＞Q1，则调大×

1，然后重新进入第三循环体(8)的计算，该循环计算至(Q2‑Q1)/Q1的绝对值≤0.5％或1％。

5.根据权利要求1所述带折流板缠绕管式换热器的设计计算方法，其特征是若k＜kma×，计算另一流体段k+n的热负荷，n≥1，k+n的热负荷计算为；Qk+n＝QK‑1×(Tf1，i，k‑1‑Tf1，o，k‑1)×[(Tf1，o，k‑1‑Tf2，o，k‑1)/(Tf1，i，k‑1‑Tf2，i，k‑1)]；然后进行总热负荷以及总压降叠加计算：直至计算的流体段数为所需最大流体段数为kma×，再采用惩罚因子作为带折流板缠绕管式换热器优劣判据；

其中，Qtot为带折流板缠绕管式换热器的总热负荷，DPtot为带折流板缠绕管式换热器的总压降，Tf1，i，k‑1为第k‑1段壳程流体进口温度：K，Tf1，o，k‑1为第k‑1段壳程流体出口温度：K，Tf2，o，k‑1为第k‑1段管程流体出口温度：K，Tf2，i，k‑1为第k‑1段管程流体进口温度：K。

6.根据权利要求1所述带折流板缠绕管式换热器的设计计算方法，其特征是若(Q2‑Q1)/Q1的绝对值＞0.5％或1％时，则判断Q2≤Q1，若Q2≤Q1，则调小×1，然后重新进入第五循环体(10)的计算，该循环计算至(Q2‑Q1)/Q1的绝对值≤0.5％或1％；若Q2＞Q1，则调大×

1，然后重新进入第五循环体(10)的计算，该循环计算至(Q2‑Q1)/Q1的绝对值≤0.5％或

1％。

7.根据权利要求1所述带折流板缠绕管式换热器的设计计算方法，其特征是若k＜kma×，则需要再次进入第五循环体(10)的计算，计算每个流体段的热负荷与压降，直至计算的流体段数为所需最大流体段数为kma×；然后进行总热负荷以及总压降叠加计算：再采用惩罚因子作为带折流板缠绕管式换热器优劣判据。