CN101338983A - 一种换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换热器，包括管壳，管壳上侧安装出液管，管壳下侧安装进液管，管壳两端分别安装管板，管板一侧安装封头，管板上分别开设相对应的通孔，通孔内安装换热管，换热管与封头相通，换热管采用碳化硅或氮化硅材料制成，通孔内安装压盖，压盖与换热管一端外径连接，通孔内侧设置凸台，压盖与凸台间设置多级密封装置。本发明的优点在于：换热管的热导率也非常高，大幅提高了生产效率；换热管不会出现结垢堵塞现象；在相同生产效率下，本发明由于其热交换效率的提高使得其外型尺寸大大缩小，从而降低了生产成本和运行成本；采用多级密封件，大大提高了密封效果。

Description

一种换热器

技术领域

本发明涉及热交换设备领域，具体是一种用于腐蚀性液体热交换的换热器。

背景技术

在核电站、海水淡化、盐化工、钢铁等领域，常常需要对一些具有较强腐蚀性的液体进行冷凝、冷却、加热、蒸发等工序。在这些工序中需要采用耐腐蚀的换热器。现在市场上所使用的换热器的换热管材质主要是聚四氟乙烯、石墨、钢材、铝材、特种金属等，这些材料虽然可以起到一定的抗腐效果，但是在使用中现有的换热器仍然存在很多问题：

1、现有换热管所使用的各种材料热导率普遍低，使得热交换效率低，这就导致换热器设备较大，从而使得运行成本和生产成本过高；

2、换热管容易结垢堵塞，使用寿命短，需要频繁检修，常造成停产损失；

3、钢材、铝材等金属材料在某些情况下不能抵抗化学品的腐蚀，使用场合受到限制；

4、现有换热器的密封效果差，容易出现液体泄露，致使现有的换热器不能采用碳化硅等换热性能更好的材料，承压一般都比较低，不能满足高压液体的换热要求；

5、现有换热管使用后恢复常温状态速度慢，影响其再次使用，从而导致换热器使用效率低；

6、换热器内常因局部存在空气，导致换热效果不均匀，降低换热效率；

7、换热器在使用一段时间后，热交换介质液体中的较重杂质积攒在换热器中，降低换热效率，并且容易损坏换热器；

发明内容

本发明提供了一种换热器，它可以解决公知技术中存在的不足，使其不仅具有非常好的耐腐蚀效果，而且可以大幅提高热交换效率，密封效果好，适合在各种情况下使用。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种换热器，包括管壳，管壳上侧安装出液管和排气管，管壳下侧安装进液管和排污管，管壳两端分别安装第一管板和第二管板，第一管板一侧安装第一封头，第二管板一侧安装第二封头，第一管板与第二管板上分别开设相对应的通孔，通孔内安装换热管，换热管分别与第一封头和第二封头相通，换热管采用碳化硅或氮化硅材料制成，通孔内安装压盖，压盖与通孔螺纹连接，压盖与换热管一端外周连接，通孔内侧设置凸台，压盖与凸台间设置多级密封装置。多级密封装置是两级密封装置，压盖与凸台间换热管上由外向内依次设置压圈、第一O型圈、第一过度压圈、第二O型圈和第二过度压圈。管壳内管板上安装定距管，定距管上安装至少一个折流板。管壳上安装环形套，环形套上安装进液管，环形套下部管壳外周上开设多个等距离的进液孔，进液孔与环形套相通。排污管与出液管位于管壳同一端。换热管以管板圆心为中心均匀分布在管板上。

本发明的优点在于：由于碳化硅和氮化硅的热导率非常高，所以采用碳化硅或氮化硅制成的换热管的热导率也非常高，根据测算，其热导率是聚四氟乙烯换热管的几十倍，是不锈钢换热管的四倍，这极大的提高了换热管的热交换效率，从而大幅提高了生产效率；换热管不会出现结垢堵塞现象，延长了使用寿命，不需要频繁检修，降低了使用成本；在相同生产效率下，本发明由于其热交换效率的提高使得其外型尺寸大大缩小，从而降低了生产成本和运行成本；采用多级密封件，大大提高了密封效果，从而使得本发明的承压量得到大幅提高，使其适用的场合更加广泛，并且不会发生因液体泄露导致的换热器损坏，提高了使用安全性；换热器温度变化快，可以快速对液体进行换热，同时也可以在使用后快速恢复到未使用状态，以便下次使用，增加了本发明的利用率；可以快速便捷的去除换热器内空气和积攒的杂物，提高了介质液体的均匀度，进一步提高了换热效果，并且使得维护非常简便等。

附图说明

附图1是本发明的主视结构示意图；附图2是附图1中I部局部放大结构示意图。

具体实施方式

本发明包括管壳4，管壳4为桶状空心结构，管壳4可以根据使用介质液体选择不同材料制成，例如采用碳钢或不锈钢等。管壳4两端分别安装第一管板2和第二管板10，第一管板2一侧安装第一封头1，第二管板10一侧安装第二封头9，第一封头1上设置第一走液口21，第二封头2上设置第二走液口22。第一管板2与第二管板10上开设相对应的通孔23，通孔23内安装换热管7。换热管7采用碳化硅或氮化硅材料制成。换热管7的根数根据液体流量确定，一般在每平方米管板上安装5-10根换热管，这可以达到最佳的换热效率。通孔23数量根据换热管7数量确定。为了进一步提高换热效率，将换热管7以管板圆心为中心均匀安装在管板上，这样使得液体从封头内可以均匀进入各根换热管7内，增加了整体换热效率。

通孔23内安装压盖19，采用螺纹连接将压盖19与通孔23固定，采用螺纹连接，其连接强度高，不易变形，密封效果好。压盖19内侧与换热管7一端外周连接，压盖19将换热管7与管板密封固定，压盖19使得换热管7内液体不进入管壳4内。压盖19为中空结构，其中间空腔分别与封头和换热管7相通。为了提高压盖19与换热管7的密封效果，在通孔23内侧开设凸台24，压盖19与凸台24间换热管7上设置多级密封装置。多级密封装置可以是两级密封装置或三级密封装置等。如图2所示为两级密封装置，即在压盖19与凸台24间换热管7上由外向内依次套有压圈20、第一O型圈18、第一过度压圈17、第二O型圈16和第二过度压圈15。第一O型圈18和第一过度压圈17构成第一级密封装置，第二O型圈16和第二过度压圈15构成第二级密封装置。旋压压盖19，对第一O型圈18和第二O型圈16产生挤压力，利用压盖19受到的反作用力，可以将压盖19紧紧固定在通孔23内。多级密封装置可以提高压盖19与换热管7的密封效果，增加其承压能力，防止出现漏液现象，从而可以将碳化硅或氮化硅制成的换热管7用于换热器上，并且提高本发明使用寿命。O型圈材料可以选择橡胶、聚四氟乙烯等材料，优选氟橡胶。多级密封装置一般优选两级密封装置，如果仅采用一级密封装置，其密封效果差，承压力低，容易出现漏液现象，不适合高压情况下使用，产品的使用寿命也较短，并且需要频繁检修；如果采用三级或更多等级密封装置，则造成管板厚度过高，增加了生产成本。

在管壳4上侧安装出液管3，管壳4下侧安装进液管11，出液管3和进液管11分别位于管壳4两端。当然也可以将出液管3和进液管11安装在管壳4同端，但是此时介质液体的利用率较低。为了进一步提高介质液体的使用率，增加热交换效率，在管壳4内管板上安装定距管5，定距管5上安装折流板6。折流板6可以是多块板上下依次间隔组成，此时在管板上下各安装一根定距管5，这样介质液体在折流板6间依次流过，可以充分进行热交换。定距管5可以根据管壳4长度来调整各个折流板6的位置，使其可以充分对介质液体起到阻流作用。为了保证介质液体可以均匀进入管壳4，提高介质液体的利用率，在管壳4上一端安装环形套13，环形套13上安装进液管11，环形套13下部管壳4外周上开设多个等距的进液孔12。这样介质液体经进液管11进入环形套13，再由环形套13均匀进入管壳4。

在管壳4上侧安装排气管8，它可以将管壳4内局部残留气体排除，提高本发明整体换热效率。排气管8在加液时打开，在管壳4内充满介质液体后关闭。在管壳4下侧安装排污管14。排污管14可以安装在管壳4下侧各位置，其最佳位置是排污管14与出液管3位于管壳4同一端，这样介质液体进入管壳4从进液端往出液管3处流动，可以将管壳4内积攒杂物带到出液管3下部沉积。当使用一段时间后，打开排污管14，将管壳4中杂物排出，清理非常简便。

Claims (6)

1、一种换热器，包括管壳(4)，其特征在于：管壳(4)上侧安装出液管(3)和排气管(8)，管壳(4)下侧安装进液管(11)和排污管(14)，管壳(4)两端分别安装第一管板(2)和第二管板(10)，第一管板(2)一侧安装第一封头(1)，第二管板(10)一侧安装第二封头(9)，第一管板(2)与第二管板(10)上分别开设相对应的通孔(23)，通孔(23)内安装换热管(7)，换热管(7)分别与第一封头(1)和第二封头(9)相通，换热管(7)采用碳化硅或氮化硅材料制成，通孔(23)内安装压盖(19)，压盖(19)与通孔(23)螺纹连接，压盖(19)与换热管(7)一端外周连接，通孔(23)内侧设置凸台(24)，压盖(19)与凸台(24)间设置多级密封装置。

2、根据权利要求要求1所述的一种换热器，其特征在于：多级密封装置是两级密封装置，压盖(19)与凸台(24)间换热管(7)上由外向内依次设置压圈(20)、第一O型圈(18)、第一过度压圈(17)、第二O型圈(16)和第二过度压圈(15)。

3、根据权利要求要求1所述的一种换热器，其特征在于：管壳(4)内管板上安装定距管(5)，定距管(5)上安装至少一个折流板(6)。

4、根据权利要求要求1或3所述的一种换热器，其特征在于：管壳(4)上安装环形套(13)，环形套(13)上安装进液管(11)，环形套(13)下部管壳(4)外周上开设多个等距离的进液孔(12)，进液孔(12)与环形套(13)相通。

5、根据权利要求要求4所述的一种换热器，其特征在于：排污管(14)与出液管(3)位于管壳(4)同一端。

6、根据权利要求要求1所述的一种换热器，其特征在于：换热管(7)以管板圆心为中心均匀分布在管板上。

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