壳管式换热器及其使用方法技术

本申请涉及一种壳管式换热器及其使用方法。壳管式换热器包括：壳体，包括沿轴向相对设置的第一端和第二端、壳体内腔；固定管箱，可拆卸地固定于第一端的外部，包括相互隔开的第一进流腔、第一出流腔、第二进流腔和第二出流腔；下浮头管箱和上浮头管箱，均布置在第二端的内部；换热管束，换热管束中的每个换热管沿轴向延伸，且各自连通对应的两个流腔。并且通过在两个浮头管箱之间设置的滚柱，可使上、下浮头管箱以及与之相连接的管束作相对运动。该换热器不仅可利用壳侧冷却液同时对两种不同介质、不同温度的流体进行冷却，且结构紧凑而稳定，安全性高，并便于换热管内外表面的清洗与除垢。垢。垢。

【技术实现步骤摘要】
壳管式换热器及其使用方法


[0001]本申请涉及换热设备
，尤其涉及一种壳管式换热器及其使用方法。

技术介绍

[0002]壳管式换热器是应用非常广泛的换热器。一般，壳管式换热器的壳侧是冷却水，管侧是一种被冷却工质。
[0003]为了提高换热器效率，公开号为CN210922289U的中国专利文献介绍了一种管束缠绕式换热器。其壳体内设有圆筒，称为芯筒。换热管按螺旋线形状逐层交替缠绕在芯筒上，不同层换热管之间使用金属垫条隔开，形成壳程流道。可采用两根或者多根换热管一起缠绕，分别通过几种不同介质，而每种介质所通过的传热管均汇集在各自的管板上，构成多通道型缠绕式换热器。该换热器具有结构紧凑、换热效率高，可实现多种介质同时换热等优点。但也存在制造过程复杂，需要特殊的加工机械，价格昂贵，清洗、除垢困难，易堵塞。
[0004]公开号为CN113566611A的中国专利文献提出了一种U型管三股流壳管换热器，其功能与前述缠绕式换热器类似，可以实现一股流体与两股流体同时换热，减少一个壳体，增强了换热器的紧凑度。与缠绕式换热器相比较，制造工艺简单，易于批量化生产；另外，此种换热器可以抽拉出管束，对管束外表面进行清洗，增加了换热器效率。但是，由于该种换热器采用双管板结构，管束采用不等直边长度U型管，较长直管段穿过内侧管板时，并采用强度胀与管板连接；换热管端头则采用强度焊加强度胀连接的方式与外侧管板连接固定，即，两块管板之间的换热管与内、外管板均是刚性地连接的，当内管板侧的壳程冷流体与外管板侧的热流体温差较大时，过大的温差应力会引管子与两管板焊接处的破坏或者造成管束弯曲。该种技术仅能够对换热管束外表面进行清洗，无法对管内表面清洗。
[0005]公开号为CN113566606A的中国专利提出一种固定管板式三股流壳管式换热器，卧式壳管换热器通过四块管板与两端的壳盖形成四个管箱，两端的壳盖与相邻的管板以及相邻两块管板之间的空间分别形成不同流体的进、出口管箱；壳侧为单流程，由此形成了三股流体的壳管换热器。但是该专利与上一个专利会产生类似问题，在两块管板形成的出口管箱中，换热管要穿过内侧管板，通过强度胀的方式与管板连接，保证壳程流体不泄露；而换热管端头与外侧管板则通过焊接加强度胀方式进行连接，保证热流体的不泄露。由此，该管箱中的换热管横跨内、外管板形成管箱，且与两块固定管板均为刚性连接，当管侧流体与壳侧流体温度差较大时，产生较大的温差应力，会使换热管与管板焊接处产生拉脱或者是换热管产生弯曲。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题中的至少之一，本申请提出一种壳管式换热器及其使用方法。
[0007]第一方面，本申请提出一种壳管式换热器，包括：
[0008]壳体，所述壳体包括沿该壳体的轴向相对设置的第一端和第二端、具有第三流体
进口和第三流体出口的壳体内腔；
[0009]固定管箱，所述固定管箱可拆卸地固定于所述第一端的外部，且所述固定管箱包括相互隔开的：具有第一流体入口的第一进流腔、具有第一流体出口的第一出流腔、具有第二流体入口的第二进流腔、和具有第二流体出口的第二出流腔；
[0010]下浮头管箱，所述下浮头管箱布置在所述第二端的内部、并以能够沿所述轴向移动的方式由所述壳体底部的滑道支撑；
[0011]上浮头管箱，所述上浮头管箱布置在所述第二端的内部、通过后述滚柱支撑于所述下浮头管箱的上方，令其能够沿所述轴向移动；
[0012]换热管束，所述换热管束中的每个换热管沿所述轴向延伸，且所述换热管束中的第一部分换热管将所述第一进流腔与所述上浮头管箱连通，所述换热管束中的第二部分换热管将所述上浮头管箱与所述第一出流腔连通，由此构成两管程回路；所述换热管束中的第三部分换热管将所述第二进流腔与所述下浮头管箱连通，所述换热管束中的第四部分换热管将所述下浮头管箱与所述第二出流腔连通，由此构成另一两管程回路。
[0013]在一些可能的实施方式中，所述换热器还包括固定管板、上浮动管板和下浮动管板；
[0014]所述第一部分换热管和所述第二部分换热管的两端分别固定到所述固定管板和所述上浮动管板，所述第三部分换热管和所述第四部分换热管的两端分别固定到所述固定管板和所述下浮动管板。
[0015]在一些可能的实施方式中，所述固定管板可拆卸地固定于所述固定管箱和所述第一端之间。
[0016]在一些可能的实施方式中，所述固定管箱、所述固定管板和所述壳体的第一端通过法兰可拆卸地连接，所述法兰对所述固定管箱和所述壳体的第一端施加有沿所述轴向夹紧所述固定管板的夹持力。
[0017]在一些可能的实施方式中，所述第三流体进口邻近所述固定管板设置，所述第三流体出口邻近所述上活动管板和所述下活动管板设置；
[0018]所述壳体内腔中设有位于所述第三流体进口和所述第三流体出口之间的多个折流板，所述多个折流板沿着所述轴向间隔排列。
[0019]在一些可能的实施方式中，所述壳体的内底部设置有支撑所述下浮动管板的滑道，所述滑道包括两个扁钢带，每个所述扁钢带的表面的法线与竖直面呈15
°
夹角。
[0020]在一些可能的实施方式中，所述下浮头管箱的顶部设有滚柱槽座，所述上浮头管箱下部设有支撑板，所述滚柱槽座中设置滚动支撑所述支撑板的滚柱；所述滚柱允许所述上浮头箱和所述下浮头箱各自沿所述轴向移动，互不阻碍，但阻碍所述上浮头箱和所述下浮头箱沿与所述轴向交叉的方向移动。
[0021]在一些可能的实施方式中，所述固定管箱内设置分流隔板、第一分程隔板和第二分程隔板，所述第一分流隔板将所述固定管箱的内腔分隔为上腔体、和位于所述上腔体下方的下腔体，所述第一分程隔板将所述上腔体分隔为所述第一进流腔和所述第一出流腔，所述第二分程隔板将所述下腔体分隔为所述第二进流腔和所述第二出流腔。
[0022]在一些可能的实施方式中，所述壳体包括：
[0023]壳体本体，以及
[0024]壳体端盖，所述壳体端盖在所述第二端可拆卸地固定到所述壳体本体；
[0025]其中，所述上活动管箱在背离所述第一端的另一侧具有可拆卸的上浮头盖，所述下活动管箱在背离所述第一端的另一侧具有可拆卸的下浮头盖，所述上浮头盖和所述下浮头盖均被完全收容于所述壳体端盖内。
[0026]第二方面，本申请提出一种如第一方面所述换热器的使用方法，包括：
[0027]将第一流体经由所述第一流体进口送入所述第一进流腔，并使所述第一流体依次流经所述第一部分换热管、所述上浮头管箱、所述第二部分换热管和所述第一出流腔后，从所述第一流体出口流出，构成第一流体的两管程回路；
[0028]将第二流体经由所述第二流体进口送入所述第二进流腔，并使所述第二流体依次流经所述第三部分换热管、所述下浮头管箱、所述第四部分换热管和所述第二出流腔后，从所述第二流体出口流出，构成第二流体的两管程回路；
[0029]将第三流体经由所述第三流体进口流入所述壳体内腔后，从所述第三流体出口流出；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种壳管式换热器，其特征在于，包括：壳体，所述壳体包括沿该壳体的轴向相对设置的第一端和第二端、具有第三流体进口和第三流体出口的壳体内腔；固定管箱，所述固定管箱可拆卸地固定于所述第一端的外部，且所述固定管箱包括相互隔开的：具有第一流体入口的第一进流腔、具有第一流体出口的第一出流腔、具有第二流体入口的第二进流腔、和具有第二流体出口的第二出流腔；下浮头管箱，所述下浮头管箱布置在所述第二端的内部、并以能够沿所述轴向移动的方式由所述壳体支撑；上浮头管箱，所述上浮头管箱布置在所述第二端的内部、并以能够沿所述轴向移动的方式支撑于所述下浮头管箱的上方；换热管束，所述换热管束中的每个换热管沿所述轴向延伸，且所述换热管束中的第一部分换热管将所述第一进流腔与所述上浮头管箱连通，所述换热管束中的第二部分换热管将所述上浮头管箱与所述第一出流腔连通，所述换热管束中的第三部分换热管将所述第二进流腔与所述下浮头管箱连通，所述换热管束中的第四部分换热管将所述下浮头管箱与所述第二出流腔连通。2.根据权利要求1所述的壳管式换热器，其特征在于，所述换热器还包括固定管板、上浮动管板和下浮动管板；所述第一部分换热管和所述第二部分换热管的两端分别固定到所述固定管板和所述上浮动管板，所述第三部分换热管和所述第四部分换热管的两端分别固定到所述固定管板和所述下浮动管板。3.根据权利要求2所述的壳管式换热器，其特征在于，所述固定管板可拆卸地固定于所述固定管箱和所述第一端之间。4.根据权利要求2所述的壳管式换热器，其特征在于，所述固定管箱、所述固定管板和所述壳体的第一端通过法兰可拆卸地连接，所述法兰对所述固定管箱和所述壳体的第一端施加有沿所述轴向夹紧所述固定管板的夹持力。5.根据权利要求2所述的壳管式换热器，其特征在于，所述第三流体进口邻近所述固定管板设置，所述第三流体出口邻近所述上活动管板和所述下活动管板设置；所述壳体内腔中设有位于所述第三流体进口和所述第三流体出口之间的多个折流板，所述多个折流板沿着所述轴向间隔排列。6.根据权利要求2所述的壳管式换热器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小利，李玉海，王斌，马青川，陈焕倬，张俊峰，何璇，宇健，蔡志远，林俊庆，
申请(专利权)人：山东恒辉节能技术集团有限公司，
类型：发明
国别省市：