一种多级石墨换热器及方法技术

本发明专利技术公开了一种多级石墨换热器及方法，本装置包括外壳体和内壳体，内壳体的内部设置有石墨热换块，石墨热换块的轴向通道形成腔体一、径向通道与内壳体的内部空间共同形成腔体二，外壳体与内壳体之间密封的空间形成腔体三；腔体二内设置有限流环，腔体三内设置有螺旋板。本方法为：腔体二内的流体二对腔体一内的流体一进行换热，腔体三内的流体三对腔体二内的流体二进行再次热换。本装置结构简单，具有多个腔体，工作效率高、热换效果好、使用寿命长。本方法操作简单，适和大规模的推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种多级石墨换热器及方法
本专利技术涉及一种换热器及方法，尤其涉及一种多级石墨换热器及方法。
技术介绍
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器，在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中都占有重要地位。其中，石墨换热器因具有耐腐蚀性能好、传热面不易结垢、传热性能良好的优势而被广泛的应用。然而石墨存在着易脆裂，抗弯和抗拉强度低的缺陷，传统的石墨换热器不能充分克服石墨的上述缺陷，使得石墨换热材料极易损坏，导致石墨换热器的使用寿命大打折扣；并且，传统的石墨换热器对两侧换热流体的温差有一定的受限，未能充分的利用设备现场现有的能源，造成一定的浪费。
技术实现思路
为了解决上述技术所存在的不足之处，本专利技术提供了一种多级石墨换热器及方法。为了解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种多级石墨换热器，包括外壳体和内壳体，外壳体围设在内壳体上且外壳体与内壳体之间形成密封的空间，内壳体的顶部、底部均延长并从外壳体内露出；内壳体的内部设置有石墨热换块，石墨热换块内设置有轴向通道和径向通道；轴向通道形成腔体一，径向通道与内壳体的内部空间共同形成腔体二，外壳体与内壳体之间密封的空间为腔体三；内壳体的顶部开设有流体一入口、内壳体的底部开设有流体一出口，流体一入口与流体一出口通过腔体一相连通；内壳体的侧壁上开设有流体二入口、流体二出口，流体二入口与流体二出口通过腔体二相连通；内壳体侧壁的内表面上固定设置有限流环，限流环位于腔体二内且限流环呈半圆状；外壳体的内侧壁上开设有流体三入口、流体三出口，流体三入口与流体三出口通过腔体三相连通；内壳体侧壁的外表面上固定围设有螺旋板，螺旋板位于腔体三内；内壳体16上设置有排气阀14、排净阀12，排气阀用于设备开车时排空气体，排净阀用于设备停车时排净流体。进一步地，石墨热换块为多个，多个石墨热换块堆叠在内壳体的内部。进一步地，内壳体在顶端和底端均通过密封法兰密封，密封法兰上设置有稳定检测装置。进一步地，稳定检测装置为弹簧。进一步地，流体二入口、流体二出口位于内壳体露出外壳体的位置。一种多级石墨换热器的工作方法，具体过程为：首先，确保整个装置处于正常的可用状态，打开排气阀将内壳体与排空管道联通，然后打开流体二入口和流体三入口，流体二进入到腔体二内并通过石墨换热块的径向通道进行流动，腔体二内设置了限流环使得流体二按照要求进行流动；与此同时，流体三进入到腔体三内进行流动，流体三通过螺旋板进行强制流动并对腔体二内的流体二进行换热；等腔体二和腔体三内充满流体时，关闭排气阀；打开流体一入口，流体一进入到腔体一内并通过石墨换热块的轴向通道进行流动并对腔体二内的流体进行换热；完成换热过程后，流体一通过流体一出口排出，流体二通过排净阀排出，流体三通过流体三出口排出。进一步地，流体二的温度介于流体一与流体三之间。本专利技术公开了一种多级石墨换热器及方法，本装置结构简单，便于生产制作，操作方式更为简单，同时增加了更多的腔体，能够对多种流体进行热换操作，提高了工作效率和能源利用率，并且克服了石墨换热材料对两侧换热流体的温差有一定的受限的问题，实现了对石墨换热材料的保护，提高了使用寿命。此外，设置的限流环、螺旋片限制了流体的流动方向，还能够使流体充分进行换热，使得热换效果更加理想。本专利技术所公开的方法，简单易懂，操作便利，适应于大规模的推广和应用。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图中：1、流体一入口；2、流体二入口；3、流体三入口；4、腔体一；5、腔体二；6、腔体三；7、螺旋板；8、限流环；9、流体二出口；10、流体三出口；11、流体一出口；12、排净阀；13、稳定检测装置；14、排气阀；15、外壳体；16、内壳体。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1所示的一种多级石墨换热器，包括外壳体15和内壳体16，外壳体15围设在内壳体16上且外壳体15与内壳体16之间形成密封的空间，内壳体16的顶部、底部均延长并从外壳体15内露出；内壳体16的内部设置有石墨热换块，石墨热换块为多个，多个石墨热换块堆叠在内壳体16的内部，从而形成多级流动通道，使得流体的热换更加稳定和充分。石墨热换块内设置有轴向通道和径向通道；轴向通道形成腔体一4，径向通道与内壳体16的内部空间共同形成腔体二5，外壳体15与内壳体16之间密封的空间为腔体三6；流体一通过石墨换热块的轴向通道进行流动，流体二通过壳体内石墨换热块的径向通道进行流动，利用石墨换热块进行两侧换热，进行了第一次热换过程，在本装置增加了腔体三，腔体三内通过的流体三可以对流体二进行再一次的换热，充分利用了能源，并且能够对更多的流体进行热换，工作效率更高。并且针对石墨换热材料耐温性差，而工程现场只有温差大的流体可以进行换热的情况，可在腔体二内加入介于流体一和流体三温度之间的流体二，如此可对石墨换热材料进行保护，延长设备的使用寿命。内壳体16的顶部开设有流体一入口1、内壳体的底部开设有流体一出口11，流体一入口1与流体一出口11通过腔体一4相连通；内壳体16的侧壁上开设有流体二入口2、流体二出口9(流体二入口2、流体二出口9分别位于内壳体16露出外壳体15的位置)，流体二入口2与流体二出口9通过腔体二5相连通；内壳体16侧壁的内表面上固定设置有限流环8，限流环8位于腔体二6内且限流环8呈半圆状；限流环确保腔体二内的流体二能够按照要求进行流动，限流环延缓了流体二的流过速度，使得流体二对腔体一内的流体一进行更加充分的换热。外壳体15的内侧壁上开设有流体三入口3、流体三出口10，流体三入口3与流体三出口10通过腔体三6相连通；内壳体16侧壁的外表面上固定围设有螺旋板7，螺旋板7位于腔体三6内；流体三通过螺旋板进行强制流动并对腔体二内的流体二进行换热，使得本装置的热换效果更加理想。此外，内壳体16上设置有排气阀14、排净阀12，排气阀用于设备开车时排空气体，排净阀用于设备停车时排净流体。内壳体16在顶端和底端均通过密封法兰密封，密封法兰上设置有稳定检测装置，稳定检测装置采用弹簧13，弹簧的成本低且检测效果好。本专利技术所公开的多级石墨换热器结构简单，便于制作，生产和维修成本低，节约了成本。增设了更多的腔体，能够对多种流体进行热换操作，提高了工作效率和能源利用率，并且克服了石墨换热材料极易损坏的问题，实现了对石墨换热材料的保护，提高了使用寿命，创造了更高的经济效益。对于流体一入口和流体一出口、流体二入口和流体二出口、流体三入口和流体三出口分别可以互换使用，既能作为出口也可以作为入口，使得本装置的使用灵活性更高，扩大了使用范围和适应性。本专利技术还公开了一种多级石墨换热器的工作方法，具体过程为：首先，确保整个装置处于正常的可用状态，打开排气阀将内壳体与排空管道联通，然后打开流体二入口和流体三入口，流体二进入到腔体二内并通过石墨换热块的径向通道进行流动，腔体二内设置了限流环使得流体二按照要求进行流动；与此同时，流体三进入到腔体三内进行流动，流体三通过螺旋板进行强制流动并对腔体二内的流体二进行换热；等腔体二和腔体三内充满流体时，关闭排气阀；打开流体一入口，流体一进入到腔体一内并通过石墨换热块的轴向通道进行流动并对腔体二内的流体进行换热；完成换热过程后，流体一通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级石墨换热器，包括外壳体(15)和内壳体(16)，其特征在于：所述外壳体(15)围设在内壳体(16)上且外壳体(15)与内壳体(16)之间形成密封的空间，内壳体(16)的顶部、底部均延长并从外壳体(15)内露出；所述内壳体(16)的内部设置有石墨热换块，石墨热换块内设置有轴向通道和径向通道；所述轴向通道形成腔体一(4)，径向通道与内壳体(16)的内部空间共同形成腔体二(5)，外壳体(15)与内壳体(16)之间密封的空间为腔体三(6)；所述内壳体(16)的顶部开设有流体一入口(1)、内壳体的底部开设有流体一出口(11)，流体一入口(1)与流体一出口(11)通过腔体一(4)相连通；所述内壳体(16)的侧壁上开设有流体二入口(2)、流体二出口(9)，流体二入口(2)与流体二出口(9)通过腔体二(5)相连通；所述内壳体(16)侧壁的内表面上固定设置有限流环(8)，限流环(8)位于腔体二(6)内且限流环(8)呈半圆状；所述外壳体(15)的内侧壁上开设有流体三入口(3)、流体三出口(10)，流体三入口(3)与流体三出口(10)通过腔体三(6)相连通；所述内壳体(16)侧壁的外表面上固定围设有螺旋板(7)，螺旋板(7)位于腔体三(6)内；所述内壳体(16)上设置有排气阀(14)、排净阀(12)，排气阀用于设备开车时排空气体，排净阀用于设备停车时排净流体。...

【技术特征摘要】
1.一种多级石墨换热器，包括外壳体(15)和内壳体(16)，其特征在于：所述外壳体(15)围设在内壳体(16)上且外壳体(15)与内壳体(16)之间形成密封的空间，内壳体(16)的顶部、底部均延长并从外壳体(15)内露出；所述内壳体(16)的内部设置有石墨热换块，石墨热换块内设置有轴向通道和径向通道；所述轴向通道形成腔体一(4)，径向通道与内壳体(16)的内部空间共同形成腔体二(5)，外壳体(15)与内壳体(16)之间密封的空间为腔体三(6)；所述内壳体(16)的顶部开设有流体一入口(1)、内壳体的底部开设有流体一出口(11)，流体一入口(1)与流体一出口(11)通过腔体一(4)相连通；所述内壳体(16)的侧壁上开设有流体二入口(2)、流体二出口(9)，流体二入口(2)与流体二出口(9)通过腔体二(5)相连通；所述内壳体(16)侧壁的内表面上固定设置有限流环(8)，限流环(8)位于腔体二(6)内且限流环(8)呈半圆状；所述外壳体(15)的内侧壁上开设有流体三入口(3)、流体三出口(10)，流体三入口(3)与流体三出口(10)通过腔体三(6)相连通；所述内壳体(16)侧壁的外表面上固定围设有螺旋板(7)，螺旋板(7)位于腔体三(6)内；所述内壳体(16)上设置有排气阀(14)、排净阀(12)，排气阀用于设备开车时排空气体，排净阀用于设备停车时排净流体。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡远航，管永康，戴尚权，章钱，狄阳，
申请(专利权)人：南通三圣石墨设备科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32