CN101290197A - 一种用江河水作为冷却介质的换热器 - Google Patents

Abstract

一种用江河水作为冷却介质的换热器，其换热管束两端由管板固定于壳体上，两端的管板和封头分别围成两个管箱，换热管束的两端分别与所述两个管箱相通；两个管箱上分别设有被冷却或加热介质的入口和出口；在壳体两侧上部分别设有冷却介质入口和出口；换热管束横向布置在壳体内的中上部，壳体下部设有具有锥度的集沙斗，在集沙斗下部接排沙管，以实现换热与泥沙分离的功能。当含有固体杂质的液体在壳体内流动时，由于水流冲击和重量作用泥沙落入集沙斗，解决了换热器内容易出现堵塞，管箱内容易出现沉淀淤积、清洗不方便、需要复杂的水处理过程等问题，可以明显减少初投资和运行成本，适合于以江河水和污水等含固体杂质多的液体为冷却介质的换热器。

Description

一种用江河水作为冷却介质的换热器

技术领域

本发明涉及液体作为介质的换热器，具体涉及一种用江河水或污水等作为冷却介质的换热器。

背景技术

随着国家一系列节能政策的出台，节能和开发新能源已经迫在眉睫，国内外已经有利用江河水或污水作为冷热源，发展水源热泵技术。但现有的换热器形式对水质要求比较严格，如果考虑在江河水或者污水进入换热器之前进行过滤、沉淀、生物处理等工艺过程，存在水温升高，初投资费用和水处理费用过高等问题。已有的采用江河水或者污水作为冷却水的换热设备中，水处理过程大多都采用不完全处理的方式，但都存在堵塞严重、清洗和疏通不方便等问题。如CN1274603C公开的“利用城市污水低位热能的取水方法和自动除污装置”和CN1995890A公开的“一种流化床换热器的固液分离方法”等。目前市场现有的解决方案大多都是从开发清洗、疏通设备和工艺角度考虑的，由于现有的壳管式换热器的结构问题，清洗和疏通不方便，实际操作过程中仍然存在着江河水浊度过高时，出现堵塞频率过高，检修频繁，维护费用过高等问题，不能从根本上解决沉淀堵塞的问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提出一种自动除泥沙，实现换热和清洗功能同时进行的用江河水或污水等作为冷却介质的一体化换热器。

本发明的目的是这样实现的：一种用江河水作为冷却介质的换热器，它包括有壳体和布置于壳体内的换热管束，换热管束两端由管板固定，两端的管板和两端的封头分别围成两个管箱，换热管束的两端分别与所述两个管箱相通；两个管箱上分别设有被冷却或加热介质的入口和出口；在壳体两侧上部分别设有冷却介质入口和出口；其特征在于：换热管束横向布置在壳体内的中上部，壳体下部位于换热管束的下方设有具有锥度的集沙斗，在集沙斗下部接排沙管，这样可实现换热与泥沙分离的功能和效果。

为了延长被冷却液在换热器内的换热时间，在所述其中任意一个管箱内设有隔板将所述管箱分隔成被冷却介质进液区和出液区，进液区和出液区分别设有被冷却介质的入口和出口；所述换热管束分为两组，所述换热管束的同一端分别对应进液区和出液区。

为了避免含有固体杂质的液体只在换热器壳体内上部流动，影响换热效果，本发明还在壳体内竖向交错设置挡板，形成S形的上下折流通道，增加了流体的扰动，实现充分换热的效果。

另外，本发明将换热器壳体与盖板活动连接，设计成可以拆卸式，当需要冲洗换热器时，可将盖板打开，方便对换热管束进行彻底的清洗。

本发明换热器结合传统的壳管式换热器原理，设计了具有沉淀作用的集沙斗，当含有固体杂质的液体在壳体内流动时，由于水流冲击和重量作用泥沙将会向下落入集沙斗，不会堵塞换热管束，同时通过集沙斗下部设置的排沙管，又可以连续或者定期排出泥沙；解决了传统的壳管式换热器换热管束内容易出现堵塞，管箱内容易出现沉淀淤积、清洗不方便、需要复杂的水处理过程等问题，可以明显减少初投资和运行成本，适合于以江河水和污水等含固体杂质多的液体为冷却介质的换热器。

本发明可同时实现换热、除泥沙和清洗功能的一体化。

附图说明

图1是本发明换热器一实施方式的结构示意图；

图2是图1的A-A剖面图；

图3是图1的B-B剖面图；

图4是两管程换热器的A-A剖面图。

具体实施方式

实施例1：如图1、图2和图3所示，一种用江河水作为冷却介质的换热器，它包括有壳体2和布置于壳体内的换热管束1，换热管束1两端由管板3固定，两端的管板3和两端的封头6分别围成两个管箱5，换热管束1的两端分别与所述两个管箱5相通；两个管箱5上分别设有被冷却或加热介质的入口11和出口12；在壳体2两侧的上部分别设有冷却介质入口13和出口14；换热管束1横向/水平布置在壳体2内的中上部，壳体下部位于换热管束1下方设有具有锥度的集沙斗9，在集沙斗9下部连接排沙管10。将壳体下部设计成具有沉淀作用的集沙斗9，这样含有固体杂质的液体在壳体内流动时，由于水流冲击和重量作用泥沙不会堵塞换热管束，而且由于在集沙斗下部设置排沙管10，可以连续或者定期进行排泥沙。为了避免含有固体杂质的液体只在壳体内上部流动，影响换热效果，在换热器壳体内竖向交错设置了挡板4，使水在整个壳体内做上下的S形流动。

为方便换热器的清洗，换热器壳体2与盖板8活动连接，即将换热器盖板8设计成可以拆卸的，当需要冲洗换热器时，可将盖板打开，对换热管束进行彻底的清洗。

实施例2：如图1和图4所示，与实施例1所不同的是，在其中一个管箱5内设有隔板7将所述管箱5分隔成被冷却介质进液区5.2和出液区5.1，进液区5.2和出液区5.1分别设有被冷却介质的入口11和出口12；所述换热管束1分为两组，所述换热管束1的同一端分别对应进液区5.2和出液区5.1，这种两管程结构可延长被冷却液在换热器内换热时间，提高换热效果。

本发明的工作过程：参见图1，含有固体杂质的江河水或污水流体由入口13进入，从换热器壳体2右上部向下流动，经过右部挡板4底部时，会继续在右部挡板和中间挡板之间向壳体上部流动，到达壳体上部时，沿着中间挡板和左部挡板之间向壳体下部流动，然后经过左部挡板底部后，折流向上，由出口14流出。参见图4，被冷却或者加热的流体由右下部入口11进入管箱进液区5.2，然后进入下部换热管束，通过换热管束1表面与含有固体杂质的流体进行热交换后，流入左面的管箱5，然后从管箱5再进入上部管束，再次进行热交换，最后由出液区5.1的出口12流出。在换热管束内外液体的流动过程中，由于含有固体杂质的流体和管内流体存在温度差，两种流体会在整个壳体内通过换热管束表面进行热交换。参见图3，含有固体杂质的流体在壳程流动时，流体中的固体杂质颗粒由于重量和壳体内流体流动速度较小的原因，会产生一定的沉淀，沉淀的泥沙会落在挡板、换热管束、集沙斗边壁和底部，由于重量作用，泥沙最终会滑落到集沙斗中形成堆积。可以利用集沙斗底部的排沙管10将泥沙排除，排泥沙方式可以选择连续排沙和定期排沙，排沙管10在图中所示为水平方向的，也可以安装成竖向的。

盖板8与壳体为活动连接，当进行换热器清洗时，可以方便地将盖板8打开进行清洗。

Claims (4)

1、一种用江河水作为冷却介质的换热器，它包括有壳体(2)和布置于壳体内的换热管束(1)，换热管束(1)两端由管板(3)固定，两端的管板(3)和两端的封头(6)分别围成两个管箱(5)，换热管束(1)的两端分别与所述两个管箱(5)相通；两个管箱(5)上分别设有被冷却介质的入口(11)和出口(12)；在壳体(2)两侧上部分别设有冷却介质入口(13)和出口(14)；其特征在于：换热管束(1)横向布置在壳体(2)内的中上部，壳体下部设计成具有锥度的集沙斗(9)，在集沙斗(9)下部设有排沙管(10)。

2、根据权利要求1所述的用江河水作为冷却介质的换热器，其特征在于：所述其中一个管箱(5)内设有隔板(7)将所述管箱(5)分隔成被冷却介质进液区(5.2)和出液区(5.1)，进液区(5.2)和出液区(5.1)分别设有被冷却介质的入口(11)和出口(12)；所述换热管束(1)分为两组，所述两组换热管束(1)的一端分别对应进液区(5.2)和出液区(5.1)，另一端均对应管箱(5)。

3、根据权利要求1所述的用江河水作为冷却介质的换热器，其特征在于：在壳体(2)内竖向交错设置挡板(4)，使壳体(2)内形成S形折流通道。

4、根据权利要求1所述的用江河水作为冷却介质的换热器，其特征在于：换热器壳体(2)与盖板(8)活动连接。

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