CN107289427B - 一种高换热效率导热油蒸发器 - Google Patents

一种高换热效率导热油蒸发器 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种高换热效率导热油蒸发器，包括壳体(1)，设于壳体(1)顶部的除氧进水器(2)，自下而上设于壳体(1)内的配水层(3)、换热层(4)、出水层(5)；所述配水层(3)、换热层(4)之间设有第一管板(6)，所述换热层(4)、出水层(5)之间设有第二管板(7)；所述除氧进水器(2)、配水层(3)之间互相连通。本发明提供的高换热效率导热油蒸发器结构简单、成本低廉、使用方便，占地面积小，换热效率高，寿命长。

Description

一种高换热效率导热油蒸发器
技术领域
本发明属于机械设备领域，特别涉及一种高换热效率导热油蒸发器。
背景技术
高换热效率导热油蒸发器在印染、木材等行业有着广泛的应用，目前的蒸汽过热器具有壳体和管束，壳体内腔与管束外部形成壳程。现有导热油过热器换热效果不均匀，蒸汽流动阻力大，耗能多，换热管需要管板固定，因换热管膨胀导致过热器易损坏，需要设置膨胀节降低其膨胀的影响。同时，一旦导热油进口温度更高时，蒸汽膨胀加剧，极易损坏。此外，现有换热器隔热板间距相同，由于加热后蒸汽体积会变大、流速增加，导致了换热器内蒸汽流速不等，在升温过程中流速不断加快，从而引起换热不均匀、流动阻力较大，耗能较多等问题。
发明内容
技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种高换热效率导热油蒸发器。
技术方案：本发明提供的一种高换热效率导热油蒸发器，包括壳体(1)，设于壳体(1)顶部的除氧进水器(2)，自下而上设于壳体(1)内的配水层(3)、换热层(4)、出水层(5)；所述配水层(3)、换热层(4)之间设有第一管板(6)，所述换热层(4)、出水层(5)之间设有第二管板(7)；所述除氧进水器(2)、配水层(3)之间互相连通；
所述换热层(4)内设有一组连通配水层(3)和出水层(5)的换热管(40)；所述换热层(4)内自上而下设有上隔热板(41)和下隔热板(42)将换热层(4)分隔为上换热层(43)、中换热层(44)、下换热层(45)，下换热层(45)的左侧壁上设有导热油进口(46)，下隔热板(42)的右端和上隔热板(41)的左端分别设有开口，上换热层(43)的右侧壁上设有导热油出口(47)；所述上换热层(43)、中换热层(44)、下换热层(45)内分别设有储热板(48)，储热板(48)的上下两侧分别设有一组平行设置的吸热板(49)；所述换热管(40)穿过储热板(48)；
所述储热板(48)包括导热壳体和填充于导热壳体内的相变材料；
所述导热壳体和吸热板(49)均由导热复合材料制成；所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬14.1-15.3份、镍4.21-4.38份、硅0.76-0.91份、碳0.45-0.58份、锰0.67-0.81份、钼0.25-0.38份、氮化钛0.4-0.8份、碳纳米管1-2份、纳米铜1-2份。
作为改进，所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬14.5-14.7份、镍4.28-4.30份、硅0.84-0.86份、碳0.49-0.51份、锰0.75-0.77份、钼0.29-0.31份、氮化钛0.5-0.7份、碳纳米管1.4-1.6份、纳米铜1.4-1.6份。
作为另一种改进，所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬14.6份、镍4.29份、硅0.85份、碳0.50份、锰0.76份、钼0.30份、氮化钛0.6份、碳纳米管1.5份、纳米铜1.5份。
作为另一种改进，所述换热管(40)在上换热层(43)内部分的内径、在中换热层(44)内部分的内径、在下换热层(45)内部分的内径递减。
作为另一种改进，还包括连通的配水层(3)上部和出水层(5)的溢流管(8)。
作为另一种改进，所述除氧进水器(2)内自上而下设有进水管(21)、蒸汽进口(23)、填料层(24)，所述进水管(21)底部设有一组喷淋头(22)，所述除氧进水器(2)顶部设有第一排气口(25)和第一安全阀(26)。
作为另一种改进，配水层(3)侧壁上设有补充水进口(31)，所述配水层(3)顶部设有第二排气口(32)和第二安全阀(33)。
作为另一种改进，所述出水层(5)底部设有出水阀(51)。
本发明还提供了一种用于高换热效率导热油蒸发器的导热复合材料，至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬14.1-15.3份、镍4.21-4.38份、硅0.76-0.91份、碳0.45-0.58份、锰0.67-0.81份、钼0.25-0.38份、氮化钛0.4-0.8份、碳纳米管1-2份、纳米铜1-2份。
有益效果：本发明提供的高换热效率导热油蒸发器结构简单、成本低廉、使用方便，占地面积小，换热效率高，寿命长。
附图说明
图1为本发明高换热效率导热油蒸发器的结构示意图。
图2为换热层的局部放大图。
具体实施方式
下面对本发明高换热效率导热油蒸发器作出进一步说明。
实施例1
高换热效率导热油蒸发器，包括壳体(1)，设于壳体(1)顶部的除氧进水器(2)，自下而上设于壳体(1)内的配水层(3)、换热层(4)、出水层(5)；所述配水层(3)、换热层(4)之间设有第一管板(6)，所述换热层(4)、出水层(5)之间设有第二管板(7)；所述除氧进水器(2)、配水层(3)之间互相连通；
所述除氧进水器(2)内自上而下设有进水管(21)、蒸汽进口(23)、填料层(24)，所述进水管(21)底部设有一组喷淋头(22)，所述除氧进水器(2)顶部设有第一排气口(25)和第一安全阀(26)。
还包括连通的配水层(3)上部和出水层(5)的溢流管(8)。配水层(3)侧壁上设有补充水进口(31)，所述配水层(3)顶部设有第二排气口(32)和第二安全阀(33)。
所述换热层(4)内设有一组连通配水层(3)和出水层(5)的换热管(40)；所述换热层(4)内自上而下设有上隔热板(41)和下隔热板(42)将换热层(4)分隔为上换热层(43)、中换热层(44)、下换热层(45)，下换热层(45)的左侧壁上设有导热油进口(46)，下隔热板(42)的右端和上隔热板(41)的左端分别设有开口，上换热层(43)的右侧壁上设有导热油出口(47)；所述上换热层(43)、中换热层(44)、下换热层(45)内分别设有储热板(48)，储热板(48)的上下两侧分别设有一组平行设置的吸热板(49)；所述换热管(40)穿过储热板(48)；
所述储热板(48)包括导热壳体和填充于导热壳体内的相变材料；
所述导热壳体和吸热板(49)均由导热复合材料制成；所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬14.6份、镍4.29份、硅0.85份、碳0.50份、锰0.76份、钼0.30份、氮化钛0.6份、碳纳米管1.5份、纳米铜1.5份。
所述换热管(40)在上换热层(43)内部分的内径、在中换热层(44)内部分的内径、在下换热层(45)内部分的内径递减。
所述出水层(5)底部设有出水阀(51)。
该装置的工作原理：冷水从进水管进入除氧进水器内，在除氧进水器内除氧后经过配水层进入换热层，在换热层内加热后流出，换热层内设有吸热板和储热板，吸热板和储热板均由特殊的导热材料制成，导热性能非常优异，大大提高了换热能力，同时还具有储热的能力，避免立刻停机后热胀冷缩导致设备损坏；导热油由导热油进口进入，经换热层换热后流出。
实施例2
与实施例1基本相同，不同之处仅在于：所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬14.5份、镍4.28份、硅0.86份、碳0.49份、锰0.77份、钼0.29份、氮化钛0.5份、碳纳米管1.6份、纳米铜1.4份。
实施例3
与实施例1基本相同，不同之处仅在于：所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬14.7份、镍4.30份、硅0.84份、碳0.51份、锰0.75份、钼0.31份、氮化钛0.7份、碳纳米管1.4份、纳米铜1.6份。
实施例4
与实施例1基本相同，不同之处仅在于：所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬14.1份、镍4.21份、硅0.76份、碳0.58份、锰0.67份、钼0.25份、氮化钛0.4份、碳纳米管1份、纳米铜2份。
实施例5
与实施例1基本相同，不同之处仅在于：所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬15.3份、镍4.38份、硅0.91份、碳0.45份、锰0.81份、钼0.38份、氮化钛0.8份、碳纳米管2份、纳米铜1份。
对比例1
复合材料1，至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬14.6份、镍4.29份、硅0.85份、碳0.50份、锰0.76份、钼0.30份。
对比例2
复合材料2，至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬14.6份、镍4.29份、硅0.85份、碳0.50份、锰0.76份、钼0.30份、碳纳米管1.5份。
对比例3
复合材料3，至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬14.6份、镍4.29份、硅0.85份、碳0.50份、锰0.76份、钼0.30份、纳米铜1.5份。
对比例4
复合材料1，至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬14.6份、镍4.29份、硅0.85份、碳0.50份、锰0.76份、钼0.30份、氮化钛0.6份。
测试实施例1至5、对比例1-3的复合材料的性能，见下表。
复合材料来源 导热系数(W/m.K) 复合材料来源 导热系数(W/m.K)
实施例1 1669 对比例1 479
实施例2 1492 对比例2 958
实施例3 1481 对比例3 642
实施例4 1411 对比例4 581
实施例5 1397

Claims (7)

1.一种高换热效率导热油蒸发器，其特征在于：包括壳体(1)，设于壳体(1)顶部的除氧进水器(2)，自下而上设于壳体(1)内的配水层(3)、换热层(4)、出水层(5)；所述配水层(3)、换热层(4)之间设有第一管板(6)，所述换热层(4)、出水层(5)之间设有第二管板(7)；所述除氧进水器(2)、配水层(3)之间互相连通；
所述换热层(4)内设有一组连通配水层(3)和出水层(5)的换热管(40)；所述换热层(4)内自上而下设有上隔热板(41)和下隔热板(42)将换热层(4)分隔为上换热层(43)、中换热层(44)、下换热层(45)，下换热层(45)的左侧壁上设有导热油进口(46)，下隔热板(42)的右端和上隔热板(41)的左端分别设有开口，上换热层(43)的右侧壁上设有导热油出口(47)；所述上换热层(43)、中换热层(44)、下换热层(45)内分别设有储热板(48)，储热板(48)的上下两侧分别设有一组平行设置的吸热板(49)；所述换热管(40)穿过储热板(48)；
所述储热板(48)包括导热壳体和填充于导热壳体内的相变材料；
所述导热壳体和吸热板(49)均由导热复合材料制成；所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬14.1-15.3份、镍4.21-4.38份、硅0.76-0.91份、碳0.45-0.58份、锰0.67-0.81份、钼0.25-0.38份、氮化钛0.4-0.8份、碳纳米管1-2份、纳米铜1-2份；
所述换热管(40)在上换热层(43)内部分的内径、在中换热层(44)内部分的内径、在下换热层(45)内部分的内径递减。
2.根据权利要求1所述的一种高换热效率导热油蒸发器，其特征在于：所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬14.5-14.7份、镍4.28-4.30份、硅0.84-0.86份、碳0.49-0.51份、锰0.75-0.77份、钼0.29-0.31份、氮化钛0.5-0.7份、碳纳米管1.4-1.6份、纳米铜1.4-1.6份。
3.根据权利要求1所述的一种高换热效率导热油蒸发器，其特征在于：所述导热复合材料至少由以下重量份的组分制成：铁100份、铬14.6份、镍4.29份、硅0.85份、碳0.50份、锰0.76份、钼0.30份、氮化钛0.6份、碳纳米管1.5份、纳米铜1.5份。
4.根据权利要求1所述的一种高换热效率导热油蒸发器，其特征在于：还包括连通的配水层(3)上部和出水层(5)的溢流管(8)。
5.根据权利要求1所述的一种高换热效率导热油蒸发器，其特征在于：所述除氧进水器(2)内自上而下设有进水管(21)、蒸汽进口(23)、填料层(24)，所述进水管(21)底部设有一组喷淋头(22)，所述除氧进水器(2)顶部设有第一排气口(25)和第一安全阀(26)。
6.根据权利要求1所述的一种高换热效率导热油蒸发器，其特征在于：配水层(3)侧壁上设有补充水进口(31)，所述配水层(3)顶部设有第二排气口(32)和第二安全阀(33)。
7.根据权利要求1所述的一种高换热效率导热油蒸发器，其特征在于：所述出水层(5)底部设有出水阀(51)。
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