本发明专利技术公开了一种三层管板的高温换热器，包括由壳体包围形成的冷介质和热介质进行热量交换的换热腔体；管板结构设置在换热腔体内部将壳体分隔为上介质腔和下介质腔，管板结构包括多层管板，相邻两层管板之间形成密闭腔室，密闭腔室内部预设形成内部压力；每个密闭腔室内均设有压力传感器，相邻两个密闭腔室间通过压差传感器对管板的完好性进行监测。本专利的三层管板结构，可以进行长期监测上管板、中管板或下管板是否内漏，即使上管板、中管板或下管板单独损坏发生了泄漏，冷介质和热介质只能分别与上小腔体和下小腔体连通，两种介质之间不会直接接触混合。本专利的三层管板结构和差压传感器等部件构成了实时的泄漏检测系统。统。统。
【技术实现步骤摘要】
一种三层管板的高温换热器及其使用方法
[0001]本专利技术涉及热管式换热器
，具体是指一种三层管板的高温换热器及其使用方法。
技术介绍
[0002]热管式高温气
‑
气换热器是一种具有高导热性能的传热设备，其换热元件——热管是通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。该换热器通常用于两种不同温度气体的热量交换，从而完成加热、散热、冷却过程，广泛应用于冶金、化工、炼油、锅炉、陶瓷、交通、轻纺、机械、电子等工业节能领域。
[0003]现有技术中的热管式换热器，如图1所示，热管式高温气
‑
气换热器通常采用整体式，这种型式的换热器结构如图1所示，由壳体、中间一层管板和若干竖直的热管元件组成。管板将壳体分隔为上、下两个腔体。热管贯穿管板并与之连接，热管一端位于下腔体，一端位于上腔体。冷介质从上腔体左侧进，右侧出。热介质从下腔体右侧进，左侧出。冷、热介质通过热管完成热量的传递。
[0004]又如专利文件1(申请号:CN03227241.3)公开的一种热管换热器，该换热器使用温度高，通常在350℃以上，最高可达1000℃以上，其两种换热介质之间仅有的一层管板，在长期使用过程中，容易被热氧化腐蚀，同时气体介质中可能存在腐蚀性成分，导致管板发生化学腐蚀，此外冷热交替过程中材料的膨胀、收缩变化会导致管板发生内应力损坏。管板的热氧化腐蚀、化学腐蚀和内应力损坏会导致冷侧和热侧介质泄漏、直接接触和混合，存在介质被污染甚至爆炸等安全隐患。由于泄漏位置在换热器内部，初始泄漏量比较小，无法及时直观地觉察，因此缺乏有效的防范和监测措施。
[0005]专利文件2(申请号:CN200910184195.9)一种组合管壳式热管换热器，所述的上管板与下管板直接相连或分别安装在连接筒体的两端，在上管板与下管板之间形成有一个连通上热管和下热管的汽、液分离交换空间，交换空间装有排气充液管。该专利文件用于解决“热管换热器是在壳体中间横置一密封隔板，使壳体成为上下两个空间，在隔板上传接有多根换热管，壳体形状大多为方形结构，承受介质的压力较小，一般为微常压，大大限制了热管换热器的使用”的问题，其通过设置两个加厚的管板并且在两者之间形成为热管提供汽、液的交换空间。其缺陷在于，其通过上下管板的密封对接，仅能使原各独立的热管组成了一个通过管板间隙而相互连通的管壳式热管换热器；其虽然在一定程度上对管板强度有一定补足，但是无法进行内漏监测。
[0006]又有专利文件3(申请号:CN202220059896.0)一种安全重力热管换热器，与专利文件2结构相类似的，其也设有上管板、下管板，并且在两者之间形成绝热段(作用与交换空间相同)，其在绝热段设置有监测压力的压力表，其压力表虽然具有监测所用但是无法对管板的泄露进行监测。
[0007]鉴于以上，有必要提出一种三层管板的高温换热器及其使用方法来解决上述问
题。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的是为了解决上述技术问题，而提供一种三层管板的高温换热器及其使用方法。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种三层管板的高温换热器，包括由壳体包围形成的冷介质和热介质进行热量交换的换热腔体，壳体内设有管板结构；
[0010]所述管板结构设置在换热腔体内部将壳体分隔为上介质腔和下介质腔，所述管板结构包括多层管板，相邻两层管板之间形成密闭腔室，密闭腔室内部预设形成内部压力；每个密闭腔室内均设有压力传感器，相邻两个密闭腔室间通过压差传感器对管板的完好性进行监测。
[0011]进一步的，所述管板结构包括三层管板，分别为上管板、中管板、下管板，所述上管板与中管板之间形成上腔体，中管板与下管板之间形成下腔体；垂直穿过管板结构设有若干热管。
[0012]进一步的，所述上腔体与下腔体之间连接设置中压差传感器；所述上腔体与上介质腔之间连接设置上压差传感器；所述下腔体与下介质腔之间连接设置下压差传感器。
[0013]进一步的，还包括控制和报警装置，所述上压差传感器、中压差传感器、下压差传感器产生的压差变送信号传输到控制和报警装置。
[0014]进一步的，所述上腔体一侧连接设有上阀门，所述下腔体一侧连接设有下阀门。
[0015]进一步的，所述密闭腔室内填充有惰性气体形成内部压力，所述惰性气体为氮气或者氩气。
[0016]进一步的，所述密闭腔室内部抽成负压状态。
[0017]进一步的，相邻两个管板之间的间距为10
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50mm。
[0018]一种三层管板的高温换热器的其使用方法，包括以下步骤：
[0019](a)由上阀门和下阀门分别向上腔体和下腔体，通过填充气体形成正压或者抽取气体形成负压的方法，预先设定两个腔体内部压力；
[0020](b)密闭腔室内的压力根据相邻两侧的工作介质的压力选取，当冷、热介质工作压力不超过50kPa时，控制上腔体预设压力高于冷介质工作压力10kPa～50kPa；控制下腔体预设压力高于热介质工作压力10kPa～50kP；
[0021](c)使上腔体和下腔体间的预先设定压力不同，形成压力差距，控制绝对压力相差在10kPa～50kPa范围内；
[0022](d)当冷、热介质工作压力超过50kPa时，相邻的上腔体、下腔体的预设压力应为负压，将上腔体、下腔体内部压力设定为
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10kPa～
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50kPa；
[0023](e)使上腔体和下腔体之间的预先设定压力也要保持一定的压力差距，使绝对压力相差10kPa～50kPa。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0025]1、本专利所述的三层管板结构，可以进行长期监测上管板、中管板或下管板是否内漏，即使上管板、中管板或下管板单独损坏发生了泄漏，冷介质和热介质只能分别与上小腔体和下小腔体连通，两种介质之间不会直接接触混合。
[0026]2、本专利所述的三层管板结构和差压传感器等部件构成了实时的泄漏检测系统，将无法直接发现的内部损坏导致的泄漏故障，转化为可以直观监测的压力信号，并且可以辨别损坏位置，发出报警警示。
[0027]3、本专利一方面避免了换热器内部管板损坏导致的冷热介质直接接触混合，另一方面提供了一种有效的损坏监测方法。显著提高了热管式高温气
‑
气换热器的安全性和可靠性。
附图说明
[0028]图1为现有技术中的热管式换热器的结构示意图；
[0029]图2为本申请一种三层管板的高温换热器及其使用方法的轴测图；
[0030]图中：1、壳体；2、管板结构；3、上介质腔；4、下介质腔；5、密闭腔室；6、上管板；7、中管板；8、下管板；9、上腔体；10、下腔体；11、热管；12、中压差传感器；13、上压差传感器；14、下压差传感器；15、控制和报警装本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种三层管板的高温换热器，包括由壳体(1)包围形成的冷介质和热介质进行热量交换的换热腔体，其特征在于，壳体(1)内设有管板结构(2)；所述管板结构(2)设置在换热腔体内部将壳体(1)分隔为上介质腔(3)和下介质腔(4)，所述管板结构(2)包括多层管板，相邻两层管板之间形成密闭腔室(5)，密闭腔室(5)内部预设形成内部压力；每个密闭腔室(5)内均设有压力传感器，相邻两个密闭腔室(5)间通过压差传感器对管板的完好性进行监测。2.根据权利要求1所述的一种三层管板的高温换热器，其特征在于，所述管板结构(2)包括三层管板，分别为上管板(6)、中管板(7)、下管板(8)，所述上管板(6)与中管板(7)之间形成上腔体(9)，中管板(7)与下管板(8)之间形成下腔体(10)；垂直穿过管板结构(2)设有若干热管(11)。3.根据权利要求2所述的一种三层管板的高温换热器，其特征在于，所述上腔体(9)与下腔体(10)之间连接设置中压差传感器(12)；所述上腔体(9)与上介质腔(3)之间连接设置上压差传感器(13)；所述下腔体(10)与下介质腔(4)之间连接设置下压差传感器(14)。4.根据权利要求3所述的一种三层管板的高温换热器，其特征在于，还包括控制和报警装置(15)，所述上压差传感器(13)、中压差传感器(12)、下压差传感器(14)产生的压差变送信号传输到控制和报警装置(15)。5.根据权利要求2所述的一种三层管板的高温换热器，其特征在于，所述上腔体(9)一侧连接设有上阀门(16)，所述下腔体(10)一侧...
【专利技术属性】
技术研发人员：周永贤，胡孙，叶军，周浩，王小峰，章利伟，支晓欢，张小荣，陈纪赛，张永良，
申请(专利权)人：中船绿洲环保南京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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