热负荷可调式高效换热器制造技术

一种热负荷可调式高效换热器，它包括前管箱（１）、后管箱（８）和筒体（３），筒体（３）上设有与其内部相通的介质入口（７）和介质出口（１０），在筒体（３）中安装有换热管束（５），筒体（３）的两端各安装有一个支承换热管束（５）的管板（２），所述的两个管板（２）分别与前管箱（１）和后管箱（８）相连，其特征是组成换热管束（５）中的换热管（４）为多变径管，且靠近前管箱（１）一端的换热管（４）的管径大于靠近后管箱（８）一端的管径，多变径管的前后管径大小可互变，所述换热管（４）的一端与前管箱（１）相通，另一端与后管箱（８）相通。本发明专利技术具有热负荷可调，同时适合多种介质，结构简单，维修更换方便，换热效率高的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热交换设备，尤其是一种石化、化工、冶金和电力等行业中使用的恒流速换热器，具体地说是一种热负荷可调式恒流速高效换热器。
技术介绍
目前，在生产生活等许多领域，每天都在消耗大量能量。为使热能得到有效利用， 减少传递过程中热损失，提高设备热效率，要尽可能使换热器传热过程增强，效率提高；以 达到减少设备占用空间、减少设备制造的金属消耗量、或节约燃料、多产蒸汽、或使流体迅 速升温、冷却、或实现低值余热的充分回收等目的。增强传热措施主要有两条，即加大传热 温差和减少传热热阻。受工艺、环境、材料等因素的限制，工业设备中的传热温度一般是不 能随意改变的。加大传热温差还会增大不可逆损失，所以通过增加传热温差来增强传热在 很多场合是不采用的。传热热阻由多个串联环节组成，减小热阻最大环节的传热热阻，对改 善传热系数效果最显著。换热器金属材料导热系数大，厚度小，热阻较低。此外提高流速、增强扰动可以降 低传热热阻。但流速大则机械能损失也大，所以增强流体扰动、减薄及破坏层流底层，成了 人们长期坚持不懈的主攻方向，如波纹管、槽道管、缠绕管、螺纹管、翅片管等，极大地减薄 及破坏了层流底层，传热系数比较高。换热器在国民经济特别是在石油、化工领域的使用量巨大。而现有的换热器均为 单台安装，用途单一，无法根据负荷大小进行组合调节，造成占地面积大，资源浪费严重，生 产成本居高不下，与此同时现有的换热器中安装的换热管形式单一，进口速度和出口速度 不一致，为了使进出口速度保持一致，则必须外加动力，对此尚无好的解决方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的换热器存在的负荷不可调，换热管管径一致造成出口 端流速低、换热效率低的问题，设计一种恒流速热负荷可调多段高效换热器。本专利技术的技术方案是—种热负荷可调式高效换热器，它包括前管箱1、后管箱8和筒体3，筒体3上设有 与其内部相通的介质入口 7和介质出口 10，在筒体3中安装有换热管束5，筒体3的两端各 安装有一个支承换热管束5的管板2，所述的两个管板2分别与前管箱1和后管箱8相连， 其特征是组成换热管束5中的换热管4为多变径管，多变径管的前后管径大小可互变，且靠 近前管箱1 一端的换热管4的管径大于靠近后管箱8 一端的管径，所述换热管4的一端与 前管箱1相通，另一端与后管箱8相通。所述的变径换热管4为整体锥管或由几段不同直径的圆柱管组成，不同直径的圆 柱管之间通过锥管相连。所述的筒体3由二段以上组成，每个筒体3的两端均安装有管板2，相邻筒体3之 间通过连接管箱12相连，每个筒体3上均设有相应的介质入口 7和介质出口 10，每个筒体3中均安装有由变径换热管4组成的换热管束。所述的筒体3由二段以上组成，每个筒体3的两端均安装有管板2，相邻筒体3之 间通过连接管箱12相连，每个筒体3上均设有相应的介质入口 7和介质出口 10，每个筒体 3中均安装有由换热管4组成的换热管束，不同筒体3中的换热管4的管径不同，且呈递减 规律分布，即越靠近前管箱1一端的筒体3中的换热管4的直径越大。所述的换热管4为波纹管、槽道管、缠绕管、螺纹管、翅片管或其组合。本专利技术的有益效果本专利技术实现了一台换热器可使用多种流体(介质)，换热器可根据多种流体(介 质)的负荷设计进行调整，灵活性非常强，比普通列管类换热器换热效果好。换热管可采用 内波外螺纹管、波纹管、槽道管、螺纹管、波节管及高热通量管等结构，用以进行管程介质强 化传热，实现了管、壳程两介质同步强化传热。本专利技术的换热器采用可拆卸结构，可对换热器进行更换，这样不仅节约资源，而且 降低生产成本。本专利技术首次采用了多变径换热管，由于出口端管径变小，使经过热交换后的流体 仍能保持较高的流速通过换热管，保证了热交换效率的恒定不变，克服了传统的换热器存 在的出口端速度小需外加动力的弊端。本专利技术的热流体可从前管箱进入，经过多个管束的管程和连通管箱和后管箱，使 热流体从高温降到低温，被加热的冷流体分别从介质入口进入多个换热管束的壳程，从介 质出口出来，由于采用多个筒体，被加热的冷流体可以是同一种冷流体，也可以是不同的冷 流体，实现了一机多用。本专利技术还可使冷流体从前管箱进入，经过多个管束的管程和连通管箱和后管箱， 使冷流体从低温升到高温，被冷却的热流体分别从介质入口进入多个管束的壳程再从介质 出口出来，被冷却的热流体可是同一种热流体，也可以是不同的热流体。实现了一机多用。本专利技术流程各部位相互独立分散布置，设备体积小，便于拆卸，日常维护、检修方 便。其中的任意一段换热管束损坯后，可拆下进行检修，而不影响设备的正常使用。附图说明图1是本专利技术的结构示意图之一。图2是本专利技术的变径换热管的示意图。图3是本专利技术的结构示意图之二。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例一。如图1、2所示。一种恒流速、热负荷可调式高效换热器，它包括前管箱1、后管箱8和筒体3，筒体3 上设有与其内部相通的介质入口 7和介质出口 10以及排气口 6、放净口 11，介质入口 7和 介质出口 10成对安装，可以为一对，也可为几对，图1中为两对结构，如果从两个介质入口 7 进入筒体3的介质不同，也可在筒体3中增加隔板来实现不同介质在同一个筒体3中进行热交换。筒体3整体支承在鞍座9上，在筒体3中安装有换热管束5，筒体3的两端各安装 有一个支承换热管束5的管板2，所述的两个管板2分别与前管箱1和后管箱8相连，组成 换热管束5中的换热管4为变径管，且靠近前管箱1 一端的换热管4的管径大于靠近后管 箱8 —端的管径，所述换热管4的一端与前管箱1相通，另一端与后管箱8相通。具体实施 时变径换热管4为整体锥管，也可为图2所示的由几段不同直径的圆柱管组成，不同直径的 圆柱管之间通过锥管相连。由图1可以看出，热流体可从前管箱1进入，经过换热管束5和后管箱8，使热流体 从高温降到低温，被加热的冷流体分别从介质入口 7进入换热管束的壳程，从介质出口 10 出来。 通过增加隔板可加热不同的介质。本实施例还可使冷流体从前管箱1进入，经过换热管束5的管程和后管箱8，使冷 流体从低温升到高温，被冷却的热流体分别从介质入口 7进入再从介质出口 10出来。通过使用隔板或实现对不同介质的冷却。实施例二。如图2、3所示。本实施例与实施例一不同的是筒体3采用多个组合，如图3所示，相当于将多个换 热器组合在一起相互之间通过连接管箱12相连，每个筒体3上均设有相应的介质入口 7和 介质出口 10，每个筒体3中均安装有由换热管4组成的换热管束5。每个筒体3中安装的 换热管4可全部或部分采用变径管，变径管可采用锥形管，也可采用图2所示的变径管。由 于筒体3由多个组成，因此也可将其中安装的换热管4设计成不同的管径，越靠近前管箱1 的筒体3中的换热管4的直径越大(从前管箱进入的是热流体，反之，直径越小)。由图3可见，本专利技术的热流体可从前管箱1进入，经过多个管束5的管程和连通管 箱12和后管8，使热流体从高温降到低温，被加热的冷流体分别从介质入口 7进入多个换热 管束5的壳程，从介质出口 10出来，由于采用多个筒体，被加热的冷流体可以是同一种冷流 体，也可以是不同的冷流体，实现了一机多用。本专利技术还可使冷流体从前管箱1进入，经过多个管束5的管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热负荷可调式高效换热器，它包括前管箱（１）、后管箱（８）和筒体（３），筒体（３）上设有与其内部相通的介质入口（７）和介质出口（１０），在筒体（３）中安装有换热管束（５），筒体（３）的两端各安装有一个支承换热管束（５）的管板（２），所述的两个管板（２）分别与前管箱（１）和后管箱（８）相连，其特征是组成换热管束（５）中的换热管（４）为多变径管，且靠近前管箱（１）一端的换热管（４）的管径大于靠近后管箱（８）一端的管径，多变径管的前后管径大小可互变，所述换热管（４）的一端与前管箱（１）相通，另一端与后管箱（８）相通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丰，郭宏新，马明，刘世平，
申请(专利权)人：江苏中圣高科技产业有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]