CN104315887A - 一种基于氢化合物的换热装置 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种基于氢化合物的换热装置，包括上、下短节和上、下筒体；下短节底部连接第一接管，下短节连接第二接管，在下短节和下筒体之间有下管板，在下管板内铺有管网，在下管板上设有连接孔，在管网上设有拉杆孔，在下短节上套有下连接头，下连接头与下管板固定；下筒体侧面连接第三接管，第三接管连接第四接管，下筒体上连接有膨胀节，上筒体通过上管板与上短节固定，上筒体顶部有第五接管，第五接管连接第六接管，上短节套有上连接头，上短节连接第七接管，在上管板上有换热管，在换热管内有测温管，测温管顶端与测温接头相连；在筒体内安装有折流板，在折流板上连接有拉杆，拉杆插入对应的拉杆孔内。本换热器耐高温、能量转换率较高。

Description

一种基于氢化合物的换热装置

技术领域

本发明涉及一种热量转换装置，尤其是一种基于氢化合物的换热装置，属于节能设备技术领域。

背景技术

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。在化工生产中，换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等使用，它是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要，同时也提高能源的利用率。目前使用的换热器大多是以金属壳体为基础，以软化水为换热介质，例如管壳式换热器、浮头式换热器等。但是，随着工业生产的要求不断提高，特别是在石油冶炼生产中，为了提高反应温度，需要在反应器中加入氢化物，以此来作为介质达到裂化效果。而在此条件下，传统的换热器将不能再满足工业需求，需要一种耐高温、耐腐蚀性强的换热设备。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明的主要目的在于解决现目前的换热器耐高温和耐腐蚀性不能满足冶炼需求的问题，而提供一种耐高温、耐腐蚀、能量转换率高的一种基于氢化合物的换热装置。

本发明的技术方案：一种基于氢化合物的换热装置，包括换热器的筒体，其特征在于，所述筒体是由从下往上依次连接的下短节、下筒体、上筒体和上短节构成；所述下短节的底部为球形结构，下短节的上端开口并与下筒体的底部连接；在所述下短节的底部连接有开口向下的第一接管，所述第一接管的底部安装有第一法兰盘；在下短节的侧面还连接有横向开口的第二接管，所述第二接管的开口端安装有第二法兰盘；在所述的下短节和下筒体之间安装有下管板，所述下管板为不锈钢材质的圆环形状，在下管板的圆环上设有沿圆周均匀分布的连接孔，所述连接孔的孔径均为27mm；在所述下管板的圆环内铺设有管网，所述管网是由钛、铬、镍元素按照质量配比1∶2.5∶1.5制得的合金网，所述的管网内部分隔为若干个菱形单元，每个菱形单元的边长均为45mm；在管网上还设置有六个拉杆孔，其中第一拉杆孔、第二拉杆孔、第三拉杆孔和第四拉杆孔分布在管网的边沿处，第五拉杆孔和第六拉杆孔位于管网的横向中心线上，所述的第一拉杆孔和第二拉杆孔与第三拉杆孔和第四拉杆孔相对于管网的横向中心线对称设置，所述的第五拉杆孔和第六拉杆孔相对于管网的纵向中心线对称设置；在所述下短节的上端还套有环形的下连接头，所述下连接头上设置有与所述下管板相匹配的连接孔，所述下连接头通过螺栓与下管板连接固定；在所述下筒体的下部侧面连接有第三接管，在第三接管的外端安装有第三法兰盘，在相对于第三接管另一侧的下筒体上连接有第四接管，在第四接管的外端安装有第四法兰盘，所述第四接管高于第三接管；在所述下筒体的上端连接有膨胀节，所述膨胀节上设有一圈向外凸出的圆环凸台，膨胀节的上端与上筒体的底部固定连接，所述膨胀节的内腔分别与上筒体和下筒体连通；所述上筒体的上端通过上管板与上短节固定，所述上管板与下管板为相同结构且安装时方向相反；在上筒体的顶部侧面上连接有第五接管，在第五接管的外端安装有第五法兰盘，在相对于第五接管另一侧的上筒体上连接有第六接管，所述第六接管的外端安装有第六法兰盘，所述第六接管低于第五接管；在所述上短节的下端套有上连接头，所述上连接头上设置有与上管板相匹配的连接孔，所述上连接头通过螺栓与上管板连接固定；所述的上短节顶部也为球形结构，在上短节的中部侧面上横向连接有第七接管，所述第七接管外端安装有第七法兰盘；在所述上管板上安装有三根换热管，在换热管内分别安装有测温管，所述的换热管向下穿过上筒体和下筒体后固定在下管板上；所述测温管的顶端均向上延伸并穿出上短节，所述的测温管的顶端分别与安装在上短节顶部的对应的测温接头相连；在所述上筒体和下筒体的内壁上还竖向安装有若干块折流板，所述折流板的横向宽度小于上筒体和下筒体的内径，相邻的两块折流板分别位于筒体内壁的异侧并形成错位；在所述的折流板上还连接有至少两根拉杆，所述的拉杆上端通过螺栓固定在对应的折流板上，所述的拉杆下端插入下管板对应的拉杆孔内。

优化地，在所述上筒体的中部还套有耳座，所述耳座卡紧在上筒体的外壁上，在耳座的边沿设有向下的环形斜面。所述的耳座用于对筒体进行加固和支撑，它可以增加上筒体的重量，起到压重的效果，同时由于其向外侧张开，因此还可以增强筒体的整体平衡性，避免筒体在安装时出现偏斜和不稳。这里耳座的安装位置可以根据筒体的重心和高度而调节，而耳座侧面采取斜面的设计可以使得耳座更平滑，减少安装时的摩擦碰撞，也有利于减少长时间工作后灰尘在耳座上的堆积。

优化地，在所述上短节内壁对应于上连接头的位置处安装有上衬板，所述上衬板通过穿过上短节的螺栓与上连接头固定；在所述下短节内壁对应于下连接头的位置处安装有下衬板，所述下衬板通过穿过下短节的螺栓与下连接头固定。这里设置衬板的作用在于保护上连接头和下连接头，由于从筒体内出来的气体中很可能是带有腐蚀性的气体，而上、下连接头在之前并未像筒体和短节一样进行有效的防腐处理，因此通过增设衬板可以防止气体对连接头的腐蚀，起来延长连接头使用寿命的目的，并且还可以节省大量的维护成本。

优化地，在所述上连接头与上管板之间设有上垫板，在所述下连接头与下管板之间设有下垫板，所述的上垫板和下垫板均为平放的L型结构，所述的垫板分别与对应的连接头和管板焊接固定，所述的上垫板和下垫板均为石棉橡胶板。这里安装的垫板一方面可以起到减小管板与连接头之间摩擦的作用，另一方面还可以加强管板与连接头之间的连接强度，提高安装后的平稳性，减小部件之间的缝隙。

优化地，在上筒体内壁上的一块折流板上还连接有一根定距管，所述定距管竖向安装，定距管的上端固定在折流板上，定距管的下端插入下管板的拉杆孔内限位。这里在折流板上安装定距管的作用在于测量折流板的高度和离侧面筒体壁的距离，这样可以方便工作人员在安装时对拉杆的位置进行调节，以使其相互间的距离保持均衡，同时还可以取用准确的长度尺寸。

优化地，在所述的换热管与上管板之间的缝隙内还填充有由熔盐制得的填充料。这里的填充料一方面可以起到将上管板与换热管隔离开的作用，同时还起到了将固定换热管，防止其中部晃动的效果，特别是熔盐可以吸收大量的热量，相对于气体的热传递而言，这样更便于将热量快速的传导给换热管，通过熔盐的作用增强换热管的吸热能力和速度，极大的提高了换热效率。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、耐高温：本发明的一种基于氢化合物的换热装置采用了新式的分段壳体结构，这样既方便安装，同时能够对每一小段壳体进行耐高温性能的保护，同时通过测温器实时监测设备内的温度变化情况，并利用换热管来对热量进行快速引导，因此可以避免局部温度过高，具有非常好的耐高温作用。

2、耐腐蚀性好：本发明的换热器壳体采用了钛合金不锈钢，能够防止硫化氢等介质腐蚀，同时在每个接头处都进行了高密度的焊接处理，并通过设置膨胀节来应对可能的热膨胀效应，因此很好的解决了耐腐蚀性的问题。

3、能量转换率高：由于整个一种基于氢化合物的换热装置上的换热管采取了高矮搭配的方式，即多根换热管的长度各不相同，经测试，这样能够具有更好的能量传输效果，使得热量能够更加快速的传递，因此提高了能量转换率。

附图说明

图1为本发明一种基于氢化合物的换热装置的整体结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1中管板的结构示意图。

图4为图1中A部的放大图。

图5为图1中B部的放大图。

图中，1-下短节，2-下筒体，3-上筒体，4-上短节，51-第一接管，52-第二接管，53-第三接管，54-第四接管，55-第五接管，56-第六接管，57-第七接管，61-第一法兰盘，62-第二法兰盘，63-第三法兰盘，64-第四法兰盘，65-第五法兰盘，66-第六法兰盘，67-第七法兰盘，71-下管板，72-上管板，8-连接孔，91-第一拉杆孔，92-第二拉杆孔，93-第三拉杆孔，94-第四拉杆孔，95-第五拉杆孔，96-第六拉杆孔，10-管网，11-下连接头，12-膨胀节，13-上连接头，14-换热管，15-测温管，16-测温接头，17-折流板，18-拉杆，19-耳座，20-环形斜面，21-上衬板，22-下衬板，23-上垫板，24-下垫板，25-定距管，26-填充料。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种基于氢化合物的换热装置，包括换热器的筒体，所述筒体是由从下往上依次连接的下短节1、下筒体2、上筒体3和上短节4构成；所述下短节1、下筒体2、上筒体3和上短节4具有相同的内径大小。所述下短节1的底部为球形结构，下短节1的上端开口并与下筒体2的底部连接；在所述下短节1的底部连接有开口向下的第一接管51，所述第一接管51的底部安装有第一法兰盘61；在下短节1的侧面还连接有横向开口的第二接管52，所述第二接管52的开口端安装有第二法兰盘62。在所述的下短节1和下筒体2之间安装有下管板71，所述下管板71为不锈钢材质的圆环形状，在下管板71的圆环上设有沿圆周均匀分布的连接孔8，所述连接孔8的孔径均为27mm；在所述下管板71的圆环内铺设有管网10，所述管网10是由钛、铬、镍元素按照质量配比1∶2.5∶1.5制得的合金网，所述的管网10内部分隔为若干个菱形单元，每个菱形单元的边长均为45mm。在管网10上还设置有六个拉杆孔，其中第一拉杆孔91、第二拉杆孔92、第三拉杆孔93和第四拉杆孔94分布在管网10的边沿处，第五拉杆孔95和第六拉杆孔96位于管网10的横向中心线上，所述的第一拉杆孔91和第二拉杆孔92与第三拉杆孔93和第四拉杆孔94相对于管网10的横向中心线对称设置，所述的第五拉杆孔95和第六拉杆孔96相对于管网10的纵向中心线对称设置。在所述下短节1的上端还套有环形的下连接头11，所述下连接头11上设置有与所述下管板71相匹配的连接孔，所述下连接头11通过螺栓与下管板71连接固定；在所述下筒体2的下部侧面连接有第三接管53，在第三接管53的外端安装有第三法兰盘63，在相对于第三接管53另一侧的下筒体2上连接有第四接管54，在第四接管54的外端安装有第四法兰盘64，所述第四接管54高于第三接管53。在所述下筒体3的上端连接有膨胀节12，所述膨胀节12上设有一圈向外凸出的圆环凸台，膨胀节12的上端与上筒体3的底部固定连接，所述膨胀节12的内腔分别与上筒体3和下筒体2连通；所述上筒体3的上端通过上管板72与上短节4固定，所述上管板72与下管板71为相同结构且安装时方向相反；在上筒体3的顶部侧面上连接有第五接管55，在第五接管55的外端安装有第五法兰盘65，在相对于第五接管55另一侧的上筒体3上连接有第六接管56，所述第六接管56的外端安装有第六法兰盘66，所述第六接管56低于第五接管55。在所述上短节4的下端套有上连接头13，所述上连接头13上设置有与上管板72相匹配的连接孔，所述上连接头13通过螺栓与上管板72连接固定。所述的上短节4顶部也为球形结构，在上短节4的中部侧面上横向连接有第七接管57，所述第七接管57外端安装有第七法兰盘67。在所述上管板72上安装有三根换热管14，换热管14的作用在于吸收筒体内气体的热量，在换热管14内分别安装有测温管15，所述的换热管14向下穿过上筒体3和下筒体2后固定在下管板71上；所述测温管15的顶端均向上延伸并穿出上短节4，所述的测温管15的顶端分别与安装在上短节4顶部的对应的测温接头16相连。在所述上筒体3和下筒体2的内壁上还竖向安装有若干块折流板17，所述折流板17的横向宽度小于上筒体3和下筒体2的内径，相邻的两块折流板17分别位于筒体内壁的异侧并形成错位。在所述的折流板17上还连接有至少两根拉杆18，所述的拉杆18上端通过螺栓固定在对应的折流板17上，所述的拉杆18下端插入下管板71对应的拉杆孔内。本发明中，所述的接管是用于接收或检测所在位置气体成分以及含量等数值的端口，由于在换热器内不同位置的气体有不同的数值，因此在不同位置的地方分别设置有多个接管，而接管上的法兰盘是为了方便与相应的检测设备进行对接。本发明中膨胀节12的作用在于在局部瞬间增大体积，来减小局部气压，从而避免由于局部气压过大而造成压力过大，它可以起到很好的缓冲作用，保护设备正常运转。本发明中的两块管板主要作用在于安装换热管以及相应的拉杆等，起到定位支撑作用。而折流板17的错位设计是为了引导气流的流向，避免气流直上直下对设备造成巨大的冲击力，引导气流呈S型流动后可以较大程度上缓解气压对设备造成的损坏，同时还可以延长气流流动的距离，延长换热的时间。本发明中，每一根换热管14分别配置有一跟测温管15和一个测温接头16，这样设计的目的是为了对每一根换热管的工作状态分别进行监测，保障其都能正常工作，同时也是为维护保养提供准确有效的数据。

参见图1、图2、图3、图4和图5，在所述上筒体3的中部还套有耳座19，所述耳座19卡紧在上筒体3的外壁上，在耳座19的边沿设有向下的环形斜面20。耳座19可以辅助筒体增加稳定性，保持筒体的平衡。在所述上短节4内壁对应于上连接头13的位置处安装有上衬板21，所述上衬板21通过穿过上短节4的螺栓与上连接头13固定；在所述下短节1内壁对应于下连接头11的位置处安装有下衬板22，所述下衬板22通过穿过下短节1的螺栓与下连接头11固定。这里的衬板采用了耐腐蚀和耐高温材料制的，因此安装后可以有效的加强上连接头13和下连接头11内侧的耐腐蚀性和耐高温能力，保障设备持续可靠工作。在所述上连接头13与上管板72之间设有上垫板23，在所述下连接头11与下管板71之间设有下垫板24，所述的上垫板23和下垫板24均为平放的L型结构，所述的垫板分别与对应的连接头和管板焊接固定，所述的上垫板23和下垫板24均为石棉橡胶板。这里的垫板具有耐高温的特性，安装后可以减小筒体与短节之间的缝隙，同时还可以提高连接强度。本发明中，在上筒体3内壁上的一块折流板17上还连接有一根定距管25，所述定距管25竖向安装，定距管25的上端固定在折流板17上，定距管25的下端插入下管板71的拉杆孔内限位。通过安装定距管25可以提高安装时的精准度，辅助其他拉杆的安装。在所述的换热管14与上管板72之间的缝隙内还填充有由熔盐制得的填充料26。这里的填充料26可以将气体中的热量快速的吸收，并通过接触的形式传递给换热管14，因此增大了换热管14的吸热效率，加快了热传递。

本发明的一种基于氢化合物的换热装置在工作时，是利用氢化合物，如硫化氢等，在化学反应中产生巨大的热量，并将该热量传递给换热管14，再由换热管14传递给其他的设备。这里的进料设备以及传递设备由于是现有的，因此在图中未标记出。本发明的一种基于氢化合物的换热装置具有较好的工艺结构，隔热安全，同时吸热效率又很高，因此具有较好的应用前景。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明技术方案进行的修改或者等同替换，不能脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种基于氢化合物的换热装置，包括换热器的筒体，其特征在于，所述筒体是由从下往上依次连接的下短节(1)、下筒体(2)、上筒体(3)和上短节(4)构成；所述下短节(1)的底部为球形结构，下短节(1)的上端开口并与下筒体(2)的底部连接；在所述下短节(1)的底部连接有开口向下的第一接管(51)，所述第一接管(51)的底部安装有第一法兰盘(61)；在下短节(1)的侧面还连接有横向开口的第二接管(52)，所述第二接管(52)的开口端安装有第二法兰盘(62)；在所述的下短节(1)和下筒体(2)之间安装有下管板(71)，所述下管板(71)为不锈钢材质的圆环形状，在下管板(71)的圆环上设有沿圆周均匀分布的连接孔(8)，所述连接孔(8)的孔径均为27mm；在所述下管板(71)的圆环内铺设有管网(10)，所述管网(10)是由钛、铬、镍元素按照质量配比1∶2.5∶1.5制得的合金网，所述的管网(10)内部分隔为若干个菱形单元，每个菱形单元的边长均为45mm；在管网(10)上还设置有六个拉杆孔，其中第一拉杆孔(91)、第二拉杆孔(92)、第三拉杆孔(93)和第四拉杆孔(94)分布在管网(10)的边沿处，第五拉杆孔(95)和第六拉杆孔(96)位于管网(10)的横向中心线上，所述的第一拉杆孔(91)和第二拉杆孔(92)与第三拉杆孔(93)和第四拉杆孔(94)相对于管网(10)的横向中心线对称设置，所述的第五拉杆孔(95)和第六拉杆孔(96)相对于管网(10)的纵向中心线对称设置；在所述下短节(1)的上端还套有环形的下连接头(11)，所述下连接头(11)上设置有与所述下管板(71)相匹配的连接孔，所述下连接头(11)通过螺栓与下管板(71)连接固定；在所述下筒体(2)的下部侧面连接有第三接管(53)，在第三接管(53)的外端安装有第三法兰盘(63)，在相对于第三接管(53)另一侧的下筒体(2)上连接有第四接管(54)，在第四接管(54)的外端安装有第四法兰盘(64)，所述第四接管(54)高于第三接管(53)；在所述下筒体(3)的上端连接有膨胀节(12)，所述膨胀节(12)上设有一圈向外凸出的圆环凸台，膨胀节(12)的上端与上筒体(3)的底部固定连接，所述膨胀节(12)的内腔分别与上筒体(3)和下筒体(2)连通；所述上筒体(3)的上端通过上管板(72)与上短节(4)固定，所述上管板(72)与下管板(71)为相同结构且安装时方向相反；在上筒体(3)的顶部侧面上连接有第五接管(55)，在第五接管(55)的外端安装有第五法兰盘(65)，在相对于第五接管(55)另一侧的上筒体(3)上连接有第六接管(56)，所述第六接管(56)的外端安装有第六法兰盘(66)，所述第六接管(56)低于第五接管(55)；在所述上短节(4)的下端套有上连接头(13)，所述上连接头(13)上设置有与上管板(72)相匹配的连接孔，所述上连接头(13)通过螺栓与上管板(72)连接固定；所述的上短节(4)顶部也为球形结构，在上短节(4)的中部侧面上横向连接有第七接管(57)，所述第七接管(57)外端安装有第七法兰盘(67)；在所述上管板(72)上安装有三根换热管(14)，在换热管(14)内分别安装有测温管(15)，所述的换热管(14)向下穿过上筒体(3)和下筒体(2)后固定在下管板(71)上；所述测温管(15)的顶端均向上延伸并穿出上短节(4)，所述的测温管(15)的顶端分别与安装在上短节(4)顶部的对应的测温接头(16)相连；在所述上筒体(3)和下筒体(2)的内壁上还竖向安装有若干块折流板(17)，所述折流板(17)的横向宽度小于上筒体(3)和下筒体(2)的内径，相邻的两块折流板(17)分别位于筒体内壁的异侧并形成错位；在所述的折流板(17)上还连接有至少两根拉杆(18)，所述的拉杆(18)上端通过螺栓固定在对应的折流板(17)上，所述的拉杆(18)下端插入下管板(71)对应的拉杆孔内。

2.根据权利要求1所述的一种基于氢化合物的换热装置，其特征在于，在所述上筒体(3)的中部还套有耳座(19)，所述耳座(19)卡紧在上筒体(3)的外壁上，在耳座(19)的边沿设有向下的环形斜面(20)。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于氢化合物的换热装置，其特征在于，在所述上短节(4)内壁对应于上连接头(13)的位置处安装有上衬板(21)，所述上衬板(21)通过穿过上短节(4)的螺栓与上连接头(13)固定；在所述下短节(1)内壁对应于下连接头(11)的位置处安装有下衬板(22)，所述下衬板(22)通过穿过下短节(1)的螺栓与下连接头(11)固定。

4.根据权利要求3所述的一种基于氢化合物的换热装置，其特征在于，在所述上连接头(13)与上管板(72)之间设有上垫板(23)，在所述下连接头(11)与下管板(71)之间设有下垫板(24)，所述的上垫板(23)和下垫板(24)均为平放的L型结构，所述的垫板分别与对应的连接头和管板焊接固定，所述的上垫板(23)和下垫板(24)均为石棉橡胶板。

5.根据权利要求4所述的一种基于氢化合物的换热装置，其特征在于，在上筒体(3)内壁上的一块折流板(17)上还连接有一根定距管(25)，所述定距管(25)竖向安装，定距管(25)的上端固定在折流板(17)上，定距管(25)的下端插入下管板(71)的拉杆孔内限位。

6.根据权利要求5所述的一种基于氢化合物的换热装置，其特征在于，在所述的换热管(14)与上管板(72)之间的缝隙内还填充有由熔盐制得的填充料(26)。