CN108007243A - 复合式波节管换热器 - Google Patents

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张思兰
万庆
牛玲玲
金志敏
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明公开了一种复合式波节管换热器。其壳程筒体的两端设有多个成对设置的左导流筒与右导流筒，而每个左导流筒的外端连接左管板和左管箱；每个右导流筒的外端连接右管板和封头，左管板与右管板之间设置波节换热管，左管箱中设置有分程隔板，将左管箱分成管程进流腔和管程出流腔，构成一个独立的管程部，每个独立的管程部可以应用于一种热媒流体，而多个独立的管程部共用一个壳程部，使得本发明的一台换热器便可同时对多种流体介质的余热进行回收利用。设备制造费用低；免去管程间连接管道，安装费用低；免去换热器间连接管道后，相应地减少了管道阻力，降低输送动力消耗；还有效地减小了设备体积，结构简单，成本低，占地面积小。

Description

复合式波节管换热器
技术领域
本发明属于换热器技术领域，尤其涉及一种采用波节管的管壳换热器。
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。是一种常见的热量交换设备，在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其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，应用广泛。换热器的大量使用有效的提高了能源的利用率，使企业成本降低，效益提高。换热器种类很多，根据结构形式分为管壳式换热器、螺旋板式换热器、蛇管式换热器，板式换热器，套管式换热器等。最常用的是管壳式换热器，又包括固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器、填料函式换热器。
目前，使用广泛的是管壳式换热器，管壳式换热器主要结构由管箱或封头、管束、筒体、管板、换热管等一系列组件连接而成，换热管是主要的传热元件；其中，进行换热的流体有两种，一种是在换热管内流动，称为管程流体；另一种是在换热管外流动，称为壳程流体。流体每通过管束一次称为一个管程，每通过壳体一次称为一个壳程。管箱和换热管内是一种介质，承受管程压力；壳体和换热管外是另一介质，承受壳程压力；一般管程侧和壳程侧压力、介质温度均不相同。如国家知识产权局于2005年3月2日公开的专利号为200420000134.5、名称为管壳式不锈钢波节换热管换热器的实用新型专利；国家知识产权局于2017年12月8日公开的申请号为201710654807.0、名称为一种管壳式换热器的发明专利申请；但现有技术的管壳式换热器存在的共同问题是只适于两种流体之间的换热，而实际应用中如遇到需要回收利用多种流体介质的余热时，需要同时安装、运行多台换热器，投资较大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种复合式波节管换热器，以解决现有的换热器不能同时对多种流体介质的余热进行回收利用的问题。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种复合式波节管换热器，包括管程部、壳程部，所述的管程部包括管程进管、管程出管、多根波节换热管，所述的壳程部包括壳程筒体、壳程进管、壳程出管，其特征在于：所述的壳程部为1个，该壳程部上设置至少2个管程部。
上述的复合式波节管换热器中，所述壳程筒体的左端设有至少2个与壳程筒体内腔相连通的左导流筒，左导流筒的外端设有带若干管孔的左管板；壳程筒体的右端设有至少2个与壳程筒体内腔相连通、且分别与左导流筒相对应的右导流筒，右导流筒的外端设有带若干管孔的右管板；所述波节换热管设置于左管板与右管板之间；左导流筒上、左管板的外侧设置有左管箱，左管箱中设置有分程隔板，分程隔板将左管箱均匀分隔成两个互不相通的管程进流腔和管程出流腔，所述的管程进管、管程出管分别与管程进流腔、管程出流腔相连通；右导流筒上、右管板的外侧设置有封头。
上述的复合式波节管换热器中，所述左管板两侧的左管箱端部和左导流筒端部分别设置有管箱法兰和筒体法兰，左管箱与左导流筒之间通过管箱法兰和筒体法兰相连接。
上述的复合式波节管换热器中，所述的壳程筒体内沿波节换热管长度方向设置有多块折流板。
上述的复合式波节管换热器中，所述的管程进流腔、管程出流腔上分别设有温度传感器接口。
上述的复合式波节管换热器中，所述的左导流筒、右导流筒分别为4个。
与现有技术相比，本发明具有以下特点和有益效果：
壳程筒体的两端设有多个成对设置的左导流筒与右导流筒，而每个左导流筒的外端连接左管板和左管箱；每个右导流筒的外端连接右管板和封头，左管板与右管板之间设置波节换热管，左管箱中设置有分程隔板，将左管箱分成管程进流腔和管程出流腔，构成一个独立的管程部，每个独立的管程部可以应用于一种热媒流体，而多个独立的管程部共用一个壳程部，使得本技术方案的一台换热器便可同时对多种流体介质的余热进行回收利用。
基于上述结构，本发明具有下述优点：
1、降低设备制造费用：常规方式采用多台换热器时，每台换热器均需要管箱、管板等零部件，采用本发明可以省去中间部分这些零部件，减少设备重量，降低设备制造费用；
2、免去管程间连接管道，节约安装费用：常规方式采用多台换热器时，各台换热器管程间需要有连接管道，采用本发明可以免去这些中间连接管道，降低管道安装费用，节省占地；
3、降低动力消耗：免去换热器间连接管道后，相应地减少了管道阻力，降低输送动力消耗；
总之，采用本发明的换热器，可以有效地减小设备体积，免去设备间管道，降低流体阻力，降低气体压缩的动力消耗，结构简单、紧凑，成本低，占地面积小。
附图说明
图1是本发明的主视示意图。
图2是本发明的左视示意图。
图3是本发明中分程隔板将左管箱均匀分隔成两个互不相通的管程进流腔和管程出流腔的示意图。
图中：1-左管箱，2-左管板，3-左导流筒，4-壳程出管，5-U型管卡，6-压力表接口，7-壳程筒体，8-排气口，9-安全阀接口,10-折流板，11-导轨，12-定距管，13-壳程部，14-右管板，15-封头，16-排污口，17-壳程进管，18-支座，19-底座，20-进水布水管组，21-波节换热管，22-管程进管，23-管程出管，24-温度传感器接口，25-预留口，26-右导流筒，27-分程隔板，28-管程进流腔，29-管程出流腔，30-支架。
具体实施方式
下面通过非限定性的实施例并结合附图对本发明做进一步的说明。
参见图1、图2，一种复合式波节管换热器，包括1个壳程部13和4个管程部，其中1个管程部备用，暂时不安装换热管；所述的每个管程部包括管程进管22、管程出管23、多根波节换热管21，所述的壳程部13包括壳程筒体7、壳程进管17、壳程出管4；所述壳程筒体7的左端设有4个与壳程筒体7的内腔相连通的左导流筒3，其中3个左导流筒3的外端设有带若干管孔的左管板2；壳程筒体7的右端设有4个与壳程筒体7的内腔相连通、且分别与左导流筒3相对应的右导流筒26，其中3个右导流筒26的外端设有带若干管孔的右管板14；所述波节换热管21设置于左管板2与右管板14之间；左导流筒3上、左管板2的外侧设置有左管箱1，左管箱1中设置有分程隔板27，分程隔板27将左管箱1均匀分隔成两个互不相通的管程进流腔和管程出流腔，所述的管程进管22、管程出管23分别与管程进流腔、管程出流腔相连通；右导流筒26上、右管板14的外侧设置有封头15；这样每个左导流筒3、左管板2、左管箱1与对应的右导流筒26、右管板14和封头15以及连接于左管板2与右管板14之间波节换热管21，构成一个独立的管程部，每个独立的管程部可以应用于一种热媒流体，本实施例具有3个独立的管程部；为了增强管程的稳定性，壳程筒体7内设有支架30，支撑波节换热管21组成的管束；壳程筒体7上剩余的1个左导流筒3和1个右导流筒26没有设置左管板2和右管板14，暂时用盲板封闭，根据需要进行扩展。
为了连接上的方便，所述左管板2两侧的左管箱1的端部和左导流筒3的端部分别设置有管箱法兰和筒体法兰，左管箱1与左导流筒3之间通过管箱法兰和筒体法兰相连接。
为了提高换热效果，所述的壳程筒体7内沿波节换热管21的长度方向设置有多块折流板10。
为了实时对换热器的工况进行监控，所述的管程进流腔28、管程出流腔29上分别设有温度传感器接口24。
本实施例的工作过程：
壳程的冷流介质（如清水）从壳程进管17、进水布水管组20进入壳程筒体7内，在壳程内绕流通过波节换热管21组成的管束，与波节换热管21内的流体进行换热，最终从壳程出管4流出。每一管程部的热流介质（如油田采油污水）先从管程进管22流入左管箱的管程进流腔28，再流入与管程进流腔28相连通的波节换热管21组成的第一管程，然后进入封头15的通道转向后流进与管程出流腔29相连通的波节换热管21组成的第二管程，最终从管程出管23流出，管程流体在流经波节换热管21时与壳程流体交换热量。
以上所列举的实施例仅供理解本发明之用，并非是对本发明所描述的技术方案的限制，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种复合式波节管换热器，包括管程部、壳程部，所述的管程部包括管程进管、管程出管、多根波节换热管，所述的壳程部包括壳程筒体、壳程进管、壳程出管，其特征在于：所述的壳程部为1个，该壳程部上设置至少2个管程部。
2.根据权利要求1所述的复合式波节管换热器，其特征在于：所述壳程筒体的左端设有至少2个与壳程筒体内腔相连通的左导流筒，左导流筒的外端设有带若干管孔的左管板；壳程筒体的右端设有至少2个与壳程筒体内腔相连通、且分别与左导流筒相对应的右导流筒，右导流筒的外端设有带若干管孔的右管板；所述波节换热管设置于左管板与右管板之间；左导流筒上、左管板的外侧设置有左管箱，左管箱中设置有分程隔板，分程隔板将左管箱均匀分隔成两个互不相通的管程进流腔和管程出流腔，所述的管程进管、管程出管分别与管程进流腔、管程出流腔相连通；右导流筒上、右管板的外侧设置有封头。
3.根据权利要求2所述的复合式波节管换热器，其特征在于：所述左管板两侧的左管箱端部和左导流筒端部分别设置有管箱法兰和筒体法兰，左管箱与左导流筒之间通过管箱法兰和筒体法兰相连接。
4.根据权利要求2所述的复合式波节管换热器，其特征在于：所述的壳程筒体内沿波节换热管长度方向设置有多块折流板。
5.根据权利要求2或3或4所述的复合式波节管换热器，其特征在于：所述的管程进流腔、管程出流腔上分别设有温度传感器接口。
6.根据权利要求2或3或4所述的复合式波节管换热器，其特征在于：所述的左导流筒、右导流筒分别为4个。
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