全逆流式的热回收装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种全逆流式的热回收装置，其包括沿一轴线方向延伸的外壳，分割管板将外壳的内腔分割为换热腔和进水腔，在换热腔内设置有换热筒，该换热筒包括连接在一起的进气筒和内筒，换热筒与外壳之间形成回气腔；在进气筒内有由内管板和内封头构成的回水件，内管板与内封头之间形成回水腔；内筒朝向内管板的一端具有进气通道，内筒经进气通道连通进气筒；内筒朝向分割管板的一端具有出气通道，内筒经该出气通道连通回气腔；在换热筒内安装有列管，列管的一端经内管板连通回水腔，列管的另一端经分割管板连通进水腔；排水管的一端经内管板连通回水腔，排水管的另一端成为冷媒出口。采用本申请，能够降低氢腐蚀并提高换热效率，且降低制造费用。且降低制造费用。且降低制造费用。

【技术实现步骤摘要】
全逆流式的热回收装置


[0001]本专利技术属于化工设备
，具体为一种全逆流式的热回收装置。

技术介绍

[0002]列管换热器作为合成气热能回收的常规设备，得到广泛的应用，由于合成气中含有高浓度的氢气，为了避免焊缝的氢腐蚀，需要采用耐高温，耐强氢腐蚀腐蚀的焊接材料，导致换热器的制作成本较高，且设备的维护成本也较高。另外列管换热器的结构一般是采用半逆流式结构，即换热管只有部分区域是逆流式换热，而另一部分区域为顺流式换热，降低了换热器的换热效率。

技术实现思路

[0003]为提高换热效率，本申请提供了一种全逆流式的热回收装置，其包括沿一轴线方向延伸的外壳，在该外壳内设置有一分割管板，该分割管板将外壳的内腔沿该轴线方向分割为换热腔和进水腔，在换热腔内设置有换热筒，该换热筒包括密封连接在一起的进气筒和内筒，其中进气筒位于内筒背离分割管板的一侧，换热筒与外壳之间形成一回气腔，在外壳上安装有连通该进气筒的进气管和连通该回气腔的排气口；该轴线沿水平方向延伸；
[0004]在进气筒内设置有一回水件，该回水件包括内管板和密封地安装在该内管板上的内封头，内管板与内封头之间形成一回水腔；
[0005]内筒朝向内管板的一端形成有进气通道，内筒的内腔经该进气通道连通进气筒；内筒朝向分割管板的一端具有出气通道，内筒的内腔经该出气通道连通回气腔；
[0006]在换热筒内安装有沿轴线方向延伸的列管，列管的一端密封地安装在内管板上、并连通回水腔，列管的另一端密封地安装在分割管板上、并连通进水腔；排水管的一端密封地安装在内管板上、并连通回水腔，排水管的另一端密封地贯穿分割管板和外壳后形成为冷媒出口；在外壳上安装有连通进水腔的冷媒进口。列管为沿轴线方向延伸的直管。
[0007]本申请中的热回收装置能够用于合成气的反应热回收，合成气与传热介质处于完全逆流状态，相比现有的半逆流设备，能够提高换热效率10
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15％，由于换热效率的提高，有利于提高传热介质的出口温度。由于采用直管形式的列管，能够使各列管在热胀冷缩时，产生几乎相同的伸缩量，使各列管能够同步伸缩，大幅度地降低了由于列管伸缩不同步而产生的内应力，同时可以减少列管与管板焊接处的应力效应。
[0008]采用U型管作为换热管时，由于U型管的进水段和出水段温度变化的不同，所产生的伸缩量不同，导致U型管与管板处的焊接处出现较大的内应力。由于能够有效地降低设备各部件之间在产生伸缩时的内应力，由此可以降低设备的抗应力处理费用，同时由于提高了换热效率，能够降低合成气在热回收装置中的出口温度，并降低分割管板的最高使用温度，并由此可以降低分割管板区域的材料等级，以降低设备的制作费用。采用本申请，在处理相同合成气流量的情况下，能够降低5
‑
10％的设备制作费用。
[0009]本申请中，列管与分割管板之间的焊缝位于进水腔内，列管与内管板之间的焊缝
位于回水腔内，在工作时，合成气不会接触列管与分割管板和内管板之间的焊缝，而且这两处的焊缝均与传热介质接触，与合成气的温度相比，处于较低的温度区域，能够有效地防止氢腐蚀。
[0010]本申请中，采用直管式的列管，由于无需考虑U型换热管的弯曲部的占用空间，能够提高列管的安装密度，降低设备直径，使设备设计为细长型，延长换热距离，更有利于提高换热效率，同时由于设备直径的降低，能够降低设备的制作难度。
[0011]进一步，为保证列管在热胀冷缩时，能够自由地伸长和回缩，内筒与回水件之间无连接，且内筒与回水件之间的间隙形成为进气通道；内筒与分割管板之间无连接，且内筒与分割管板之间的间隙形成为出气通道；在径向方向上，回水件与进气筒之间具有环形气道，进气通道经该环形气道连通进气管。该径向方向是指垂直于轴线的方向。且回水件仅连接在列管和排水管上。本申请中，内封头位于内管板背离分割管板的一侧，内管板与内筒之间的最佳距离为150
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400mm；内筒与分割管板之间的最佳间隙为150
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400mm，优选内管板与内筒之间的距离以及与分割管板之间的间隙相同，以保证合成气的顺利流过，避免对合成气产生局部过大的阻力。
[0012]上述结构能够使回水件悬空在进气筒中，在列管由于热胀冷缩而使长度变化时，不会受到回水件的限制，能够沿轴线方向自由伸缩，避免产生内应力，从而避免由此产生的焊缝开裂等问题，保证了设备的安全运行，提高了设备的使用寿命。
[0013]进一步，为增强传热效率，沿该轴线方向，在内筒的内腔中安装有至少三个间隔设置的折流杆组，每个折流杆组均包括若干根折流杆，同一个折流杆组内的折流杆相互平行且间隔设置，所有的折流杆均垂直于该轴线方向；中心管和内筒同轴设置，每个折流杆组均滑动地支撑在排水管和内筒上；
[0014]沿该轴线方向观察，至少有一个折流杆组内的折流杆与另一个折流杆组内的折流杆相交叉，使折流杆之间形成穿管孔，列管自由地穿过该穿管孔后连接到内管板和分割管板上。
[0015]形成穿管孔后，折流杆不但可以作为合成气的折流部件，提高对合成气的扰动，提高换热效率，由于折流杆支撑在内筒中，还可以成为列管的支撑件，避免列管背离分割管板的一端由于重力作用而下弯，由于列管自由地穿过穿管孔，不会限制列管由于热胀冷缩而产生的伸缩，由此进一步避免了列管由于热胀冷缩而产生的内应力，大幅度地降低了列管与分割管板和内管板焊缝的开裂概率。使每个折流杆组均滑动地支撑在排水管和内筒上，能够使排水管和内筒均能够独立地自由伸缩，避免两者之间产生影响。
[0016]优选地，沿该轴线方向观察，穿管孔呈正方形或正六边形。该设计能够使折流杆均匀地布置在内筒中，还能够均匀地为列管提供支撑，形成正方形或正六边形的穿管孔能够最大限度地使列管均匀布置。在将穿管孔设置为正方形或正六边形后，能够提高列管的安装密度，以降低设备体积。
[0017]进一步，为提高安装效率，每个折流杆组均包括一定位环，在该定位环内固定安装有相互平行的折流杆，每N个折流杆组的定位环经连接件连接为一个安装组，N为2
‑
5之间的整数。
[0018]在进行设备制作时，可以首先在设备外部将多个折流杆组组装成一个整体形式的安装组，然后再将各个安装组安装到内筒中，而且采用N个折流杆组构成一个安装组，可以
便于对各个折流杆组件进行一次性定位，提高安装效率。
[0019]进一步，为降低换热筒在热胀冷缩时的内应力，该进气筒与内筒之间具有一台阶部。设置台阶部后，能够使换热筒在伸缩变形时，主要集中在该台阶部处，减少其它区域的变形，此时，台阶部的变形主要为弯曲变形，降低换热筒组成部件之间焊缝的应力效应。
[0020]进一步，在换热腔的内壁的下侧安装有垫板，在换热筒上固定安装有滑动块，该滑动块能够在垫板上沿轴线方向往复滑动。利用滑动块，在保证换热筒自由伸缩的同时，还可以为换热筒提高支撑，避免换热筒由于重力而产生弯曲变形。
[0021]进一步，该进气管用于连接合成气反应器，该合成气反应器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.全逆流式的热回收装置，其特征在于，包括沿一轴线方向延伸的外壳，在该外壳内设置有一分割管板，该分割管板将外壳的内腔沿该轴线方向分割为换热腔和进水腔，在换热腔内设置有换热筒，该换热筒包括密封连接在一起的进气筒和内筒，其中进气筒位于内筒背离分割管板的一侧，换热筒与外壳之间形成一回气腔，在外壳上安装有连通该进气筒的进气管和连通该回气腔的排气口；该轴线沿水平方向延伸；在进气筒内设置有一回水件，该回水件包括内管板和密封地安装在该内管板上的内封头，内管板与内封头之间形成一回水腔；内筒朝向内管板的一端形成有进气通道，内筒的内腔经该进气通道连通进气筒；内筒朝向分割管板的一端具有出气通道，内筒的内腔经该出气通道连通回气腔；在换热筒内安装有沿轴线方向延伸的列管，列管的一端密封地安装在内管板上、并连通回水腔，列管的另一端密封地安装在分割管板上、并连通进水腔；排水管的一端密封地安装在内管板上、并连通回水腔，排水管的另一端密封地贯穿分割管板和外壳后形成为冷媒出口；在外壳上安装有连通进水腔的冷媒进口。2.根据权利要求1所述的热回收装置，其特征在于，内筒与回水件之间无连接，且内筒与回水件之间的间隙形成为进气通道；内筒与分割管板之间无连接，且内筒与分割管板之间的间隙形成为出气通道；在径向方向上，回水件与进气筒之间具有环形气道，进气通道经该环形气道连通进气管。3.根据权利要求1所述的热回收装置，其特征在于，回水件仅连接在列管和排水管上。4.根据权利要求1所述的热回收装置，其特征在于，沿该轴线方向，在内筒的内腔中安装有至少三个间隔设置的折流杆组，每个折流杆组均包括若干根折流杆，同一个折流杆组内的折流杆相互平行且间隔设置，所有的折流杆均垂直于该轴线方向；中心管和内筒同轴设置，每个折流杆组均滑动地支撑在排水管和内筒上；沿该轴线方向观察，至少有一个折流杆组内的折流杆与另一个折流杆组内的折流杆相交叉，使折流杆之间形成穿管孔，列管自由地穿过该穿管孔后连接到内管板和分割管板上。5.根据权利要求4所述的热回收装置，其特征在于，沿该轴线方向观察，穿管孔呈...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢健，王雪林，
申请(专利权)人：南京聚拓化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：