一种基于热管原理的气液换热器制造技术

一种基于热管原理的气液换热器，属热能与动力工程领域。主要由冷凝室壳体、蒸发室壳体、分程隔板、壳体分隔板、热管蒸发段翅片管束、冷凝室管板和冷凝管束等组成。热管蒸发段翅片管束依次穿过与之密封连接的蒸发室壳体、壳体分隔板和冷凝室壳体后立式布置于蒸发室壳体内，相互间叉排；冷凝管束两端穿过冷凝室管板，水平布置于冷凝室壳体内，并与管板间密封，相互间叉排；在蒸发室壳体两侧分别布置有加热流体进出口联箱和进出口接管；在冷凝室壳体两侧分别布置有冷凝室封头和被加热流体进出口联箱；在被加热流体进出口联箱中安有分程隔板。和现有技术相比，本实用新型专利技术具有被加热流体侧承压能力高、对换热器腐蚀程度小、便于清洗和运行可靠等特点。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术的名称是一种基于热管原理的气液换热器，属热能与动力工程领域。技术背景 由于热管具有高效传热、工作温度均匀和壁温可调等特点，热管换热器在工程上 得到了广泛的应用。常规的热管换热器，一般加热流体和被加热流体分别位于热管的蒸发 段和冷凝段外，即加热流体在热管的蒸发段外加热热管内的工质，而被加热流体(冷却流 体)在热管的冷凝段外吸收热管内工质的冷凝热量被加热。然而应当指出的是，热管换热 器虽然是一种普遍化的产品，但是在条件各异的传热工况中，由于其结构的局限性、冷热物 流操作条件和物理性质的多变性，会使得热管式换热器的常规设计不能满足工程上的需 要。 对工程上的换热器，当工作流体的压力较低时，可以把工作流体选择为换热器的 壳程流体，当工作流体的压力较高时，则选择为管程流体，即把工作流体放在管内进行换 热，这样可以充分利用管程可以承受高压的特点。然而对工程上的常规热管换热器，工作流 体(加热流体和被加热流体)均在热管的蒸发段和冷凝段管外换热，因此工程上的常规热 管换热器的承压能力有限而不适合用于高压流体的换热场合。另一方面，在工程上很多的 特殊应用场合，被加热流体由于自身的物理和化学性质的原因，在换热时经常污染换热面， 需定期对换热面进行清洗操作，显然把工作流体放在管外换热不利于清洗操作的进行；更 重要的是，如果被加热流体为具有腐蚀性的工作流体，此时工作于热管冷凝段外的流体显 然会对热管换热器的热管管束的冷凝段以及热管换热器的壳体本身都会造成腐蚀，从而不 仅影响热管换热器的使用寿命，而且还会造成热管蒸发段的加热流体和热管冷凝段的被加 热流体的相互掺混和泄露，不能满足工艺过程的要求。 本技术提出通过改变常规热管换热器的冷凝段结构，即变被加热流体(冷却 流体)常规的在热管冷凝段外被加热的方式为管内加热方式，可有效解决常规的热管换热 器冷凝段承压能力不高、不便于清洗和耐腐蚀性差等问题
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种高效的基于热管原理的气液换热器。加 热流体为气体，在设置有换热翅片的热管管束的蒸发段通过对流换热的方式加热热管内的 工质，热管内的工质吸热汽化后进入设置有被加热流体换热管束的冷凝空间，热管工质的 饱和蒸汽在冷凝空间内凝结后把热量传给被加热流体换热管内的被加热流体，从而变常规 的被加热流体的管外加热方式为管内加热方式，不仅可以最大程度地增加对被加热流体的 承压能力和减小被加热流体对热管换热器的腐蚀程度，而且可以有效地改善被加热流体所 在换热面的清洗操作条件。因此，本技术对热管换热器在一些特殊场合的推广应用和 节能降耗具有重要的意义。 为解决上述技术问题，本技术通过以下技术方案实现 由冷凝室壳体1、蒸发室壳体9、壳体分隔板6、冷凝管束15、热管蒸发段翅片管束 10、被加热流体进出口联箱2、分程隔板4、被加热流体进口接管5、被加热流体出口接管3、 加热流体进口接管7、加热流体出口接管12、加热流体进口联箱8、加热流体出口联箱11、冷 凝室封头13和冷凝室管板14组成的一种基于热管原理的气液换热器，其特征在于热管蒸 发段翅片管束10立式布置于蒸发室壳体9内，管束呈叉排方式；冷凝管束15两端穿过冷凝 室管板14，水平布置于冷凝室壳体1内，并与冷凝室管板14间密封，冷凝管束15呈叉排方 式；热管蒸发段翅片管束10依次穿过蒸发室壳体9、壳体分隔板6和冷凝室壳体l，并相互 间密封连接；在蒸发室壳体9两侧分别设置有加热流体进口联箱8以及加热流体出口联箱 11，加热流体进口联箱8与加热流体进口接管7相连，加热流体出口联箱11与加热流体出 口接管12相连；在冷凝室壳体1两侧分别设置有冷凝室封头13和被加热流体进出口联箱 2，在被加热流体进出口联箱2中安装有分程隔板4，在被加热流体进出口联箱2—侧设置有 被加热流体进口接管5和被加热流体出口接管3。 本技术的热管蒸发段翅片管束10可以采用在两相闭式热虹吸管或重力式热 管蒸发段管外加装翅片的结构；整个换热器采用冷凝室壳体1在上、蒸发室壳体9在下的立 式布置；且冷凝室壳体1内垂直方向上每排冷凝管束15位于蒸发室壳体9内垂直方向上每 排热管蒸发段翅片管束10的正上方。 本技术与现有技术相比具有以下特点(l)与传统的热管换热器相比，被加 热流体在管内被加热，可以有效地增加换热器对被加热流体的承压能力；(2)被加热流体 在独立的冷凝管内流动，可以大大减少工程上一些应用场合下带腐蚀性的工作流体对热管 换热器的热管管束的冷凝段以及热管换热器的壳体本身所造成的腐蚀，运行更加可靠；(3) 被加热流体在管内流动和实现换热，更加有利于工程上对被加热流体侧清洗操作工艺的顺 利进行；(4)由于分程隔板的设置，在被加热流体侧可实现多管程加热，可以满足不同的工 艺加热要求。附图说明 图1为本技术结构示意图，图2为图1的A-A剖面视图，图3为图1的B-B剖 面视图。 其中l-冷凝室壳体；2-被加热流体进出口联箱；3-被加热流体出口接管；4_分 程隔板；5-被加热流体进口接管；6-壳体分隔板；7-加热流体进口接管；8-加热流体进口 联箱；9-蒸发室壳体；10-热管蒸发段翅片管束；ll-加热流体出口联箱；12_加热流体出口 接管；13-冷凝室封头；14-冷凝室管板；15-冷凝管束具体实施方式 以下结合说明书附图中的图1、图2、图3对本技术具体实施进行详细说明。 本技术由冷凝室壳体1、蒸发室壳体9、壳体分隔板6、冷凝管束15、热管蒸发 段翅片管束10、被加热流体进出口联箱2、分程隔板4、被加热流体进口接管5、被加热流体 出口接管3、加热流体进口接管7、加热流体出口接管12、加热流体进口联箱8、加热流体出 口联箱11、冷凝室封头13和冷凝室管板14组成。热管蒸发段翅片管束10立式布置于蒸 发室壳体9内，管束呈叉排方式；冷凝管束15两端穿过冷凝室管板14，水平布置于冷凝室壳体1内，并与冷凝室管板14间密封，冷凝管束15呈叉排方式；热管蒸发段翅片管束10依 次穿过蒸发室壳体9、壳体分隔板6和冷凝室壳体1，并相互间密封连接；在蒸发室壳体9两 侧分别设置有加热流体进口联箱8以及加热流体出口联箱ll，加热流体进口联箱8与加热 流体进口接管7相连，加热流体出口联箱11与加热流体出口接管12相连；在冷凝室壳体1 两侧分别设置有冷凝室封头13和被加热流体进出口联箱2，在被加热流体进出口联箱2中 安装有分程隔板4，在被加热流体进出口联箱2 —侧分别设置有被加热流体进口接管5和被 加热流体出口接管3。热管蒸发段翅片管束10可以采用在两相闭式热虹吸管或重力式热管 蒸发段管外加装翅片的结构；整个换热器采用冷凝室壳体1在上、蒸发室壳体9在下的立式 布置；且冷凝室壳体1内垂直方向上每排冷凝管束15位于蒸发室壳体9内垂直方向上每排 热管蒸发段翅片管束10的正上方。 本技术的工作过程如下 加热流体首先由加热流体进口接管7进入加热流体进口联箱8，然后进入蒸发室 壳体9，横向冲刷位于蒸发室壳体9内的热管蒸发段翅片管束10，在蒸发室壳体9内，加热 流体通过对流换热的方式加热热管蒸发段内的工质并使之蒸发汽化， 一方面，加热流体在 经过放热，温度下降后进入加热流体出口联箱11，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于热管原理的气液换热器，主要由冷凝室壳体（１）、蒸发室壳体（９）、壳体分隔板（６）、冷凝管束（１５）、热管蒸发段翅片管束（１０）、被加热流体进出口联箱（２）、分程隔板（４）、被加热流体进口接管（５）、被加热流体出口接管（３）、加热流体进口接管（７）、加热流体出口接管（１２）、加热流体进口联箱（８）、加热流体出口联箱（１１）、冷凝室封头（１３）和冷凝室管板（１４）组成，其特征在于：热管蒸发段翅片管束（１０）立式布置于蒸发室壳体（９）内，管束呈叉排方式；冷凝管束（１５）两端穿过冷凝室管板（１４），水平布置于冷凝室壳体（１）内，并与冷凝室管板（１４）间密封，冷凝管束（１５）呈叉排方式；热管蒸发段翅片管束（１０）依次穿过蒸发室壳体（９）、壳体分隔板（６）和冷凝室壳体（１），并相互间密封连接；在蒸发室壳体（９）两侧分别布置有加热流体进口联箱（８）以及加热流体出口联箱（１１），加热流体进口联箱（８）与加热流体进口接管（７）相连，加热流体出口联箱（１１）与加热流体出口接管（１２）相连；在冷凝室壳体（１）两侧分别设置有冷凝室封头（１３）和被加热流体进出口联箱（２），在被加热流体进出口联箱（２）中安装有分程隔板（４），在被加热流体进出口联箱（２）一侧设置有被加热流体进口接管（５）和被加热流体出口接管（３）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴双应，苟小龙，李友荣，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：实用新型
国别省市：85[中国|重庆]