CN108800994B - 卧式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换热器领域，公开了一种卧式换热器，管程进口管板和管程出口管板分别垂直设置在管程进口壳体和管程出口壳体内；两个壳程管板分别垂直设置在壳体内两侧，列管的主体部分两端通过两个壳程管板的支撑设置在壳体内，列管的入口和出口分别通过管程进口管板和管程出口管板的支撑设置在管程进口壳体和管程出口壳体内；在管程进口管板与壳程管板之间的管程进口壳体底部、管程出口管板与壳程管板之间的管程出口壳体底部均开设管程漏液出口；在壳程管板与管程漏液出口之间的壳体底部开设壳程漏液出口。本装置在壳程不变的情况下，管程变长，换热效果显著提高，防止因管板泄漏导致的壳程液体和管程液体混合。

Description

卧式换热器

技术领域

本发明涉及换热器领域，特别涉及一种卧式换热器。

背景技术

现有的列管换热器的管程距离与壳程距离相等，由于壳体的轴向长度受安装空间大小的限制，不宜过长，即壳程距离较短，直接导致管程距离短，管程距离短则会导致热交换时间短、换热效果差；另外，如果列管与管板之间密封不好，则会导致列管和/或壳体内的液体泄漏，而现有的列管换热器中由于整个列管均位于壳体内部，如果列管和壳体内的液体泄漏则会出现管程与壳程之间的液体混合的现象，而列管与壳体内的液体性质不同，泄漏的液体混合后可能会出现腐蚀或化学反应等损坏换热器的现象，如何在改善换热效果的同时避免从列管和壳体内泄漏的液体混合是亟待解决的问题。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种卧式换热器，在壳程不变的情况下，管程明显变长，换热效果显著提高，同时有效解决因管板泄漏而导致壳程液体和管程液体混合的问题。

技术方案：本发明提供了一种卧式换热器，包括壳体、列管、两个壳程管板、管程进口管板、管程出口管板、管程进口壳体和管程出口壳体，所述管程进口壳体和所述管程出口壳体分别平行设置在所述壳体的同一端外部，所述管程进口管板和所述管程出口管板分别垂直设置在所述管程进口壳体和所述管程出口壳体内；两个所述壳程管板分别垂直设置在所述壳体内两侧，所述列管的主体部分两端通过两个所述壳程管板的支撑平行设置在所述壳体内，所述列管的入口和出口分别通过所述管程进口管板和所述管程出口管板的支撑平行设置在所述管程进口壳体和所述管程出口壳体内；所述管程进口壳体的端部开设与所述列管的入口连通的管程进口，所述管程出口壳体的端部开设与所述列管的出口连通的管程出口，在所述管程进口管板与所述壳程管板之间的所述管程进口壳体底部、所述管程出口管板与所述壳程管板之间的所述管程出口壳体底部均开设管程漏液出口；在两个所述壳程管板之间的所述壳体底部开设壳程进口，顶部开设壳程出口，在所述壳程管板与所述管程漏液出口之间的所述壳体底部开设壳程漏液出口。

优选地，所述列管为至少折叠一次的U型列管。折叠的U型列管能够有效延长管程，流体在经管程进口进入列管内至少要经过四次循环热交换后才会从管程出口排出，换热效果明显增强。

进一步地，所述的卧式换热器还包括开设在所述壳体端部的壳程气体出口。壳程气体出口的设置便于排出壳体内的气体，保持壳体内压力的稳定，保证壳体内的热交换效果。

进一步地，在所述壳程气体出口与所述壳程管板之间的所述壳体底部也开设有所述壳程漏液出口。如果只在壳程管板与所述管程漏液出口之间的所述壳体底部开设壳程漏液出口，则壳程气体出口与壳程管板之间的壳体内如果因为壳程管板的泄漏导致壳体内泄漏的液体则无法排出，所以，本发明中在壳程气体出口与壳程管板之间的壳体底部也开设有壳程漏液出口。

进一步地，在所述管程进口管板与所述壳程管板之间的所述管程进口壳体顶部、所述管程出口管板与所述壳程管板之间的所述管程出口壳体顶部还分别开设管程气体出口。管程进口壳体顶部的管程气体出口主要是为了排出管程进口管板与壳程管板之间的气体（即管程进口壳体以及壳程管板左侧壳体内的气体）；管程出口壳体顶部的管程气体出口主要是为了排出管程出口管板与壳程管板之间的气体（即管程出口壳体以及壳程管板左侧壳体内的气体），保持管程进口壳体、管程出口壳体以及壳体内压力的稳定，保证本换热器的换热效果。

进一步地，所述的卧式换热器还包括若干垂直设置于所述壳体内并位于两个所述壳程管板之间的折流板；各所述折流板之间相互平行且交错布置。这样设置折流板，使得经壳程进口进入到壳体内两个壳程管板之间的液体，能够呈折线路线从一端的壳程管板到达另一端的壳程管板，然后再从壳程出口流出，增加壳程长度，有效提成换热效果。

优选地，两个所述壳体管板均分别通过壳体法兰和壳体封头法兰将其夹在中间并通过固定螺栓和固定螺母配合固定；所述管程进口管板通过管程进口法兰和管程进口封头法兰将其夹在中间并通过固定螺栓和固定螺母配合固定；所述管程出口管板通过管程出口法兰和管程出口封头法兰将其夹在中间并通过固定螺栓和固定螺母配合固定。

优选地，在所述固定螺母与所述壳体封头法兰、所述管程进口封头法兰以及所述管程出口封头法兰之间还均设置密封垫片。密封垫片的设置能够有效防止两个壳程管板之间的壳体内液体经壳程管板与列管之间的间隙泄漏，防止列管内的液体经管程进口管板与管程出口管板与列管之间的间隙泄漏。

优选地，所述壳体外侧壁底部还设置支座。支座的设置便于本换热器安装在工作空间内。

有益效果：本发明中，由于列管的入口和出口分别位于管程进口壳体和管程出口壳体内，而管程进口壳体和管程出口壳体均位于壳体外部，这样，当列管的入口处的管程进口管板泄漏时，列管内泄漏的液体会经管程进口壳体底部的管程漏液出口流出，当列管的出口处的管程出口管板泄漏时，列管内泄漏的液体会经管程出口壳体底部的管程漏液出口流出，当壳体内的两个壳程管板泄漏时，壳体内泄漏的液体会经壳体底部的壳程漏液出口流出，这样，管程进口和管程出口的液体不再与壳程管板直接接触，管程漏液和壳程漏液能够分别从不同的漏液出口排出，有效防止二者混合后对本换热器的影响。

附图说明

图1为本发明卧式换热器的整体主视图；

图2为管程进口壳体与管程出口UK额提装配示意图；

图3为管程出口壳体装配示意图；

图4为列管与各管板的装配图；

图5为单根列管主视图；

图6为单根列管俯视图；

图7为左侧壳程管板上管板孔的分布示意图；

图8为右侧壳程管板上管板孔的分布示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的介绍。

实施方式1：

本实施方式提供了一种卧式换热器，如图1~3所示，主要包括壳体1、列管2、两个壳程管板21、管程进口管板16、管程出口管板32、管程进口壳体23、管程出口壳体29、管程进口18以及管程出口24；壳体1卧式设置，壳体1的左端连通平行设置的管程进口壳体23和管程出口壳体29，两个壳程管板21分别通过壳体法兰4和壳体封头法兰5夹持在中间并垂直设置在壳体1内两侧，且壳体法兰4和壳体封头法兰5的上下侧分别通过固定螺栓8和固定螺母9固定，为了增加壳程管板21与列管2之间的密封性，可以在固定螺母9与壳体封头法兰5之间增加密封垫片10；两个壳程管板21之间的壳体1底部开设壳程入口11、顶部开设壳程出口22，列管2为折叠一次的U型列管，列管2的主体部分水平设置在壳体1内且两端分别贯穿两个壳程管板21后被其支撑；管程进口管板16通过管程进口法兰15和管程进口封头法兰17夹持在中间并垂直设置在管程进口壳体23内，且管程进口法兰15和管程进口封头法兰17的上下侧分别通过固定螺栓8和固定螺母9固定，为了增加管程进口管板16与列管2之间的密封性，可以在固定螺母9与管程进口封头法兰17之间增加密封垫片10；管程出口管板32通过管程出口法兰31和管程出口封头法兰33夹持在中间并垂直设置在管程出口壳体29内，且管程出口法兰31和管程出口封头法兰33的上下侧分别通过固定螺栓8和固定螺母9固定，为了增加管程出口管板32与列管2之间的密封性，可以在固定螺母9与管程出口封头法兰33之间增加密封垫片10；列管2的入口贯穿管程进口管板16后位于管程进口壳体23内，管程进口壳体23的左端设置与列管2的入口连通的管程进口18，列管2的出口贯穿管程出口管板32且位于管程出口壳体29内，管程出口壳体29的左端设置与列管2的出口连通的管程出口24；在管程进口管板16与壳程管板21之间的管程进口壳体23底部、在管程出口管板32与壳程管板21之间的管程出口壳体29底部均开设有管程漏液出口14，在管程出口管板32与壳程管板21之间的壳体1底部设置壳程漏液出口13；壳体1的外侧底部设置支座12。

上述列管2与管程进口管板16、管程出口管板32以及两个壳程管板21之间的装配如图4~8所示，两个壳程管板21上均平均分布有四部分管板孔，且两个壳程管板21上的每部分管板孔存在一一对应的关系，即第一部分管板孔2101对应于第五部分管板孔2105，第二部分管板孔2102对应于第六部分管板孔2106，第三部分管板孔2103对应于第七部分管板孔2107，第四部分管板孔2104对应于第八部分管板孔2108；列管2的主体部分即是通过贯穿在对应的管板孔内实现被两个壳程管板21支撑，列管2的入口和出口部分则分别是通过贯穿管程进口管板16和管程出口管板32实现被二者支撑。这样安装列管2后，列管2内的液体能够在列管2内循环四次，进行四次热交换，可以显著增强换热效果。

本实施方式中的卧式换热器的工作原理如下：

以列管2内走热水、壳体1内走冷凝水为例（也可以是列管2内为腐蚀性液体，壳体1内为五腐蚀性的液体）：列管2内走热水之前，先从壳体1的壳程进口11注入冷凝水，直至冷凝水从壳程出口22流出，然后从管程入口18注入热水，热水沿着列管2流动，经过四次循环后从管程出口24流出，换热效果显著增强；当壳程管板21上的管板孔因密封不良导致壳体1内的冷凝水泄漏时，漏液将从壳程漏液出口13排出；当管程进口管板16和/或管程出口管板32上的管板孔因密封不良导致列管2内的热水泄漏时，漏液将分别从管程进口壳体23和管程出口壳体29底部的管程漏液出口14排出，有效避免了从壳程管板21泄漏的壳体1内的冷凝水与从管程进口管板16和/或管程出口管板32泄漏的列管2内的热水混合。

实施方式2：

本实施方式为实施方式1的进一步改进，主要改进之处在于，在实施方式1中，冷凝水从壳体1的壳程入口11进入壳体1内之后，是先接触到底部的列管2再接触到顶部的列管2，这样会导致底部的列管2内的热水杯冷却的时间较长，而顶部的列管2内的热水杯冷却的时间较短，由于列管2内的热水是呈U型从管程入口18向管程出口24流出，上述方式会导致热水在底部的列管2内换热效果好，在顶部的列管2内的换热效果差。而在本实施方式中能够有效避免上述缺陷。

具体地说，在本实施方式中，在壳体1内两个壳程管板21之间，垂直于列管2的方向还设置若干等间距、相互平行且交错设置的折流板3，如图1，从右向左观察，壳程入口11位于右侧壳程管板21与第一块折流板3之间，且第一块折流板3的底部固定在壳体2内底部，顶部为自由端并距离壳体1内顶部预设间隙，第二块折流板3的顶部固定在壳体1内顶部，底部为自由端并距离壳体1内底部预设间隙，依次类推，壳程出口22位于左侧壳程管板21与最后一块折流板3之间。这样，当冷凝水从壳程入口11进入到壳体1内后，冷凝水首先将第一块折流板3与右侧壳程管板21之间的壳体1空隙填满，然后从第一块折流板3顶部溢出到第一块折流板3与第二块折流板3之间，然后再从第二块折流板3底部溢出到第二块折流板3与第三块折流板3之间，依次类推，冷凝水呈折线形从壳程入口11流入到壳程出口22，这样设计使得冷凝水能够将两两折流板3之间的列管2全部包围在内，能够保证位于底部的列管2与位于顶部的列管2的换热效果基本相同，换热均匀，换热效果好。

除此之外，本实施方式与实施方式1完全相同，此处不做赘述。

实施方式3：

本实施方式为实施方式2的进一步改进，主要改进之处在于，在实施方式2中，只在左侧壳程管板21与管程漏液出口14之间的壳体1底部开设有壳程漏液出口13，如果因右侧壳程管板21的泄漏导致右侧壳程管板21右侧的壳体1内有漏液，则该漏液将无法排出。而本实施方式中能够有效解决上述问题。

具体地说，本实施方式中的卧式换热器中，在右侧壳程管板21右侧的壳体1底部也开设有壳程漏液出口13，如果由于右侧壳程管板21的泄漏导致右侧壳程管板21右侧的壳体1内有漏液，则该漏液就能够从该侧壳程漏液出口13排出。

除此之外，本实施方式与实施方式2完全相同，此处不做赘述。

实施方式4：

本实施方式为实施方式3的进一步改进，主要改进之处在于，在实施方式3中，当列管2内的热水经管程进口管板16和/或管程出口管板32泄漏时，热水的蒸汽也会泄漏进入管程进口壳体23、管程出口壳体29以及壳体1内，如果长时间泄漏的会导致管程进口壳体23、管程出口壳体29以及壳体1内的压力增大，且蒸汽也会与列管2内的热水以及壳体1内的冷凝水发生换热，影响整体换热效果；而本实施方式中可以有效避免上述情况的发生。

具体地说，本实施方式中的卧式换热器中，在壳体1的右端还开设有壳程气体出口6，用于排出右侧壳程管板21右侧壳体1内的气体；在管程进口管板16与左侧壳程管板21之间的管程进口壳体23顶部还开设有管程气体出口19，用于排出管程进口管板16与左侧壳程管板21之间的气体，即管程进口壳体23以及壳程管板21左侧壳体1内的气体；在管程出口管板32与壳程管板21之间的管程出口壳体29顶部也开设有管程气体出口19，用于排出管程出口管板32与壳程管板21之间的气体，即管程出口壳体29以及壳程管板21左侧壳体1内的气体；上述壳程气体出口6与两个管程气体出口19的设置，能够有效保持管程进口壳体23、管程出口壳体29以及壳体1内压力的稳定，保证本换热器的换热效果。

除此之外，本实施方式与实施方式3完全相同，此处不做赘述。

上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种卧式换热器，其特征在于，包括壳体（1）、列管（2）、两个壳程管板（21）、管程进口管板（16）、管程出口管板（32）、管程进口壳体（23）和管程出口壳体（29），所述管程进口壳体（23）和所述管程出口壳体（29）分别平行设置在所述壳体（1）的同一端外部，所述管程进口管板（16）和所述管程出口管板（32）分别垂直设置在所述管程进口壳体（23）和所述管程出口壳体（29）内；两个所述壳程管板（21）分别垂直设置在所述壳体（1）内两侧，所述列管（2）的主体部分两端通过两个所述壳程管板（21）的支撑平行设置在所述壳体（1）内，所述列管（2）的入口和出口分别通过所述管程进口管板（16）和所述管程出口管板（32）的支撑平行设置在所述管程进口壳体（23）和所述管程出口壳体（29）内；所述管程进口壳体（23）的端部开设与所述列管（2）的入口连通的管程进口（18），所述管程出口壳体（29）的端部开设与所述列管（2）的出口连通的管程出口（24），在所述管程进口管板（16）与所述壳程管板（21）之间的所述管程进口壳体（23）底部、所述管程出口管板（32）与所述壳程管板（21）之间的所述管程出口壳体（29）底部均开设管程漏液出口（14）；在两个所述壳程管板（21）之间的所述壳体（1）底部开设壳程进口（11），顶部开设壳程出口（22），在所述壳程管板（21）与所述管程漏液出口（14）之间的所述壳体（1）底部开设壳程漏液出口（13）；

还包括开设在所述壳体（1）端部的壳程气体出口（6）；在所述壳程气体出口（6）与所述壳程管板（21）之间的所述壳体（1）底部也开设有壳程漏液出口（13）；

在所述管程进口管板（16）与所述壳程管板（21）之间的所述管程进口壳体（23）顶部、所述管程出口管板（32）与所述壳程管板（21）之间的所述管程出口壳体（29）顶部还分别开设管程气体出口（19）。

2.根据权利要求1所述的卧式换热器，其特征在于，所述列管（2）为至少折叠一次的U型列管。

3.根据权利要求1所述的卧式换热器，其特征在于，还包括若干垂直设置于所述壳体（1）内并位于两个所述壳程管板（21）之间的折流板（3）。

4.根据权利要求3所述的卧式换热器，其特征在于，各所述折流板（3）之间相互平行且交错布置。

5.根据权利要求1所述的卧式换热器，其特征在于，两个所述壳程管板（21）均分别通过壳体法兰（4）和壳体封头法兰（5）将其夹在中间并通过固定螺栓（8）和固定螺母（9）配合固定；所述管程进口管板（16）通过管程进口法兰（15）和管程进口封头法兰（17）将其夹在中间并通过固定螺栓（8）和固定螺母（9）配合固定；所述管程出口管板（32）通过管程出口法兰（31）和管程出口封头法兰（33）将其夹在中间并通过固定螺栓（8）和固定螺母（9）配合固定。

6.根据权利要求5所述的卧式换热器，其特征在于，在所述固定螺母与所述壳体封头法兰（5）、所述管程进口封头法兰（17）以及所述管程出口封头法兰（33）之间还均设置密封垫片（10）。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的卧式换热器，其特征在于，在所述壳体（1）外侧壁底部还设置支座（12）。

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