CN102200398A - 双壳体换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双壳体换热器属于一种热交换设备，特别适用于参与换热的两侧介质温差较大的换热器。该双壳体换热器，其特征是：由冷媒进口外层变径头、矩形外箱体、热媒进口变径头、热媒出口变径头、冷媒出口外层变径头组成的外壳体内装有由冷媒进口内层变径头、矩形内箱体、冷媒出口内层变径头组成的内壳体，外壳体与内壳体一端固定连接，另一端使用填料函密封装置连接，内箱体内装有换热元件，内箱体正对冷、热媒进出口的面没有箱壁，内箱体宽度与外箱体宽度相近，内箱体底面两端设有防短路支撑板。该换热器可以防止冷热媒温差大时由于温差应力造成的密封部件变形或焊缝开裂而使换热器泄露的现象的发生，提高换热器的适用范围。

Description

双壳体换热器
技术领域
本发明属于一种热交换设备，特别适用于参与换热的两侧介质温差较大的换热器。
背景技术
随着科学技术的发展，换热器在日趋多样化的同时，其工作条件也越来越苛刻，如冷、热侧介质的温差越来越大，而目前大多换热器的结构都是单壳体结构，板、壳程的筒体同时连接在冷、热介质的密封隔离部件(如齿形板或管板)上面，换热器由于冷、热介质存在的温差，密封隔离部件就会产生热应力，同时板、壳程筒体的热胀冷缩就会集中在密封隔离部件上面，造成隔离部件的变形或焊缝开裂，使换热器泄漏失效。
例如在河北某钢铁厂应用于烟气余热利用项目的焊接板式烟气余热换热器，板程和壳程的筒体都直接焊接在齿形板上面，壳程烟气的温度为500-600℃，最高可达800-1000℃，而板程空气或煤气介质的温度为常温或更低的温度，这样两侧存在较大温差，产生了巨大热应力，造成换热器冷、热介质的密封隔离部件齿形板的变形，并使齿形板与板片的焊缝开裂，造成了换热器的泄露，带来了不必要经济损失。
发明内容
为了克服现有的换热器由于温差应力造成的密封部件变形或焊缝开裂而使换热器泄露的不足，本发明提供一种双壳体换热器，该双壳体换热器可以防止冷热媒温差大时由于温差应力造成的密封部件变形或焊缝开裂而使换热器泄露的现象的发生，提高换热器的适用范围。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双壳体换热器，其特征是：由冷媒进口外层变径头、矩形外箱体、热媒进口变径头、热媒出口变径头、冷媒出口外层变径头组成的外壳体内装有由冷媒进口内层变径头、矩形内箱体、冷媒出口内层变径头组成的内壳体，外壳体与内壳体一端固定连接，另一端使用填料函密封装置连接，内箱体内装有换热元件，换热元件的长度方向与内壳体的长度方向一致，内箱体正对冷、热媒进出口的面没有箱壁，内箱体宽度与外箱体宽度差小于等于0.5mm，内箱体底面两端设有防短路支撑板。
所述的安装在内箱体内的换热元件为全焊式换热板束或有多根换热管和管板焊接而成的换热管束。
所述的换热管为光管、波纹管、湍流管或翅片管。
所述的内箱体正对冷、热媒进出口的面装有开设流通孔的百叶板或设置V型防冲磨挡板。
所述的冷媒进口内、外层变径头及冷媒出口内、外层变径头上分别设置有内人孔和外人孔。
所述的内、外壳体的连接为一端焊接，一端用填料函密封装置连接或两端都用填料函密封装置连接；外壳体多程时也可不用填料函密封装置但需在不连接冷媒进出口端的内外壳体之间设置滑动空间。
所述的内壳体底部设置有排污口，排污口与外壳体的连接也采用填料函密封装置。
所述的外壳体上可设置壳体法兰。
所述的V型防冲磨挡板为V型、U型或半圆型。
本发明提供的双壳体换热器的技术方案通过设置内、外壳体使冷、热侧介质的密封隔离部件，如齿形板或管板，只与内壳体焊接在一起，在内、外壳体之间设置填料函密封装置或滑动空间，由于温差热侧介质的外壳体产生的热胀冷缩不能作用在密封隔离部件上，而密封隔离部件的应力变形和内、外壳体的热胀冷缩都可以通过内、外壳体在填料函或设置的滑动空间内的相对滑动而吸收，解决了由于两侧介质温差较大而造成的应力变形和焊缝开裂问题，同时在内箱体正对冷、热媒进出口处设置了带流通孔的百叶板或设置V型防冲磨挡板，改善了流体在换热板(管)束入口处的分布，又防止了流体对换热板(管)的冲击和磨损。
由于在冷媒进口内、外层变径头及冷媒出口内、外层变径头上分别设置有内人孔和外人孔，易于换热器的内部检修。
由于外壳体上可设置壳体法兰，易于内壳体及内部换热板(管)束的抽出检修。
本发明的有益效果是通过采用双层壳体一端自由连接的方式解决了由于两侧介质温差较大而造成的应力变形和焊缝开裂问题，为高温烟气余热回收利用提供了新型可靠的设备，对于企业节能降耗，减轻热污染将起到良好的作用，有良好的市场前景。可以防止冷热媒温差大时由于温差应力造成的密封部件变形或焊缝开裂而使换热器泄露的现象的发生，提高换热器的适用范围。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，
图2为图1的俯视图，
图3为内壳体结构示意图，
图4为采用换热板束结构时图3的A-A局部视图，
图5为采用换热管束结构时图3的A-A局部视图，
图6为带流通孔的百叶板示意图，
图7为V型防冲磨挡板示意图，
图8为填料函密封装置结构示意图，
图9为一个实例结构示意图，
图10为另一个实例结构示意图，
图11为图10的俯视图。
图中，1.外壳体，2.内壳体，3.冷媒进口外层变径头，4.冷媒进口内层变径头，5.矩形外箱体，6.热媒进口变径头，7.换热板(管)束，8.矩形内箱体，9.冷媒出口内层变径头，10.冷媒出口外层变径头，11.填料函密封装置，12.热媒出口变径头，13内人孔，14.外人孔，15.换热板片，16换热管，17管板，18.V型防冲磨挡板，19.壳体法兰，20.滑动空间，21.带流通孔的百叶板，22.防短路支撑板。
具体实施方式
本发明的具体实施方式是，如图所示：
实施例1，如图1、2所示一种双壳体换热器，其特征是：由冷媒进口外层变径头3、矩形外箱体5、热媒进口变径头6、热媒出口变径头12、冷媒出口外层变径头10组成的外壳体1内装有由冷媒进口内层变径头4、矩形内箱体8、冷媒出口内层变径头9组成的内壳体2，外壳体与内壳体一端固定连接，另一端使用填料函密封装置11连接，矩形内箱体内装有换热元件，所述的换热元件为全焊式换热板束或由多根换热管和管板焊接而成的换热管束。换热元件的长度方向与内壳体的长度方向一致，内箱体正对冷、热媒进出口的面没有箱壁，内箱体宽度与外箱体宽度差小于等于0.5mm，内箱体底面两端设有防短路支撑板22，冷媒进口内、外层变径头及冷媒出口内、外层变径头上分别设置有内人孔13和外人孔14。
实施例2，一种双壳体换热器，其特征是：由冷媒进口外层变径头3、矩形外箱体5、热媒进口变径头6、热媒出口变径头12、冷媒出口外层变径头10组成的外壳体1内装有由冷媒进口内层变径头4、矩形内箱体8、冷媒出口内层变径头9组成的内壳体2，外壳体与内壳体一端固定连接，另一端使用填料函密封装置11连接，矩形内箱体内装有换热元件，所述的换热元件为由多张换热板片15焊接而成的全焊式换热板束，换热元件的长度方向与内壳体的长度方向一致，内箱体正对冷、热媒进出口的面装有开设流通孔的百叶板21或设置V型防冲磨挡板18。内箱体宽度与外箱体宽度差小于等于0.5mm，内箱体底面两端设有防短路支撑板22，冷媒进口内、外层变径头及冷媒出口内、外层变径头上分别设置有内人孔13和外人孔14。内壳体底部设置有排污口，排污口与外壳体的连接也采用填料函密封装置。
实施例3，如图9所示一种双壳体换热器，其特征是：由冷媒进口外层变径头3、矩形外箱体5、热媒进口变径头6、热媒出口变径头12、冷媒出口外层变径头10组成的外壳体1内装有由冷媒进口内层变径头4、矩形内箱体8、冷媒出口内层变径头9组成的内壳体2，外壳体与内壳体一端固定连接，另一端使用填料函密封装置11连接，外壳体上设置有壳体法兰19。内箱体内装有换热元件，所述的换热元件为由多根换热管16和管板17焊接而成的换热管束，换热元件的长度方向与内壳体的长度方向一致，内箱体正对冷、热媒进出口的面装有开设流通孔的百叶板21或设置V型防冲磨挡板18。内箱体宽度与外箱体宽度差小于等于0.5mm，内箱体底面两端设有防短路支撑板22，冷媒进口内、外层变径头及冷媒出口内、外层变径头上分别设置有内人孔13和外人孔14。
实施例3，一种双壳体换热器，其特征是：由冷媒进口外层变径头3、矩形外箱体5、热媒进口变径头6、热媒出口变径头12、冷媒出口外层变径头10组成的外壳体1内装有由冷媒进口内层变径头4、矩形内箱体8、冷媒出口内层变径头9组成的内壳体2，内箱体内装有换热元件，所述的换热元件为双程全焊式换热板束，冷媒进口内层和外层变径头固定连接，冷媒出口内层和外层变径头同样固定连接，外壳体与内壳体之间设有滑动空间20。内箱体正对冷、热媒进出口的面装有开设流通孔的百叶板21或设置V型防冲磨挡板18。内箱体宽度与外箱体宽度差小于等于0.5mm，内箱体底面两端设有防短路支撑板22。内壳体底部设置有排污口，排污口与外壳体的连接也采用填料函密封装置。

Claims (9)

1.一种双壳体换热器，其特征是：由冷媒进口外层变径头、矩形外箱体、热媒进口变径头、热媒出口变径头、冷媒出口外层变径头组成的外壳体内装有由冷媒进口内层变径头、矩形内箱体、冷媒出口内层变径头组成的内壳体，外壳体与内壳体一端固定连接，另一端使用填料函密封装置连接，内箱体内装有换热元件，换热元件的长度方向与内壳体的长度方向一致，内箱体正对冷、热媒进出口的面没有箱壁，内箱体宽度与外箱体宽度差小于等于0.5mm，内箱体底面两端设有防短路支撑板。
2.根据权利要求1所述的双壳体换热器，其特征是：所述的安装在内箱体内的换热元件为全焊式换热板束或有多根换热管和管板焊接而成的换热管束。
3.根据权利要求2所述的双壳体换热器，其特征是：所述的换热管为光管、波纹管、湍流管或翅片管。
4.根据权利要求1所述的双壳体换热器，其特征是：所述的内箱体正对冷、热媒进出口的面装有开设流通孔的百叶板或设置V型防冲磨挡板。
5.根据权利要求1所述的双壳体换热器，其特征是：所述的冷媒进口内、外层变径头及冷媒出口内、外层变径头上分别设置有内人孔和外人孔。
6.根据权利要求1所述的双壳体换热器，其特征是：所述的内、外壳体的连接为一端焊接，一端用填料函密封装置连接或两端都用填料函密封装置连接；外壳体多程时也可不用填料函密封装置但需在不连接冷媒进出口端的内外壳体之间设置滑动空间。
7.根据权利要求1所述的双壳体换热器，其特征是：所述的内壳体底部设置有排污口，排污口与外壳体的连接也采用填料函密封装置。
8.根据权利要求1所述的双壳体换热器，其特征是：所述的外壳体上可设置壳体法兰。
9.根据权利要求4所述的双壳体换热器，其特征是：所述的V型防冲磨挡板为V型、U型或半圆型。
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