CN110145947A - 一种高温高压压缩空气换热器结构 - Google Patents
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Abstract
一种高温高压压缩空气换热器结构，它涉及一种换热器。本发明解决了现有的空气换热器存在压缩空气的压损失大、影响换热性能的问题。两根直段壳体平行且相对设置，两根直段壳体通过固定支座和滑动支座支撑，两根直段壳体的一端通过U形弯头密闭连通，每根直段壳体的另一端与对应管箱的一端连通，每个管箱的另一端对应安装有一个封头，每个直段壳体与管箱的连接处设置有一块管板，每个直段壳体内沿其长度方向布置有换热管束，每个直段壳体内沿其长度方向间隔设置多块折流板，多块折流板之间平行设置，相邻两块折流板上下交错设置，防振装置设置在U形弯头内。本发明用于高温高压压缩空气在换热管内流动，并与壳侧介质进行换热。
Description
技术领域
本发明涉及一种换热器结构，具体涉及一种高温高压压缩空气换热器结构。
背景技术
随着化石燃料的不断燃烧而导致经济与环境问题的日益严重，大规模的储能技术是解决风能、太阳能等可再生能源的波动性问题行之有效的方法。压缩空气储能在众多储能方式中具有不受地理限制、储能效率高、经济性能高的特点，因此有望成为最具前景的储能方式之一。
在发展环境友好型和资源节约型两型社会的倡导下，发展非补燃式压缩空气储能技术是非常重要的，非补燃式压缩空气储能系统与传统的补燃式压缩空气储能系统区别在于换热储热环节，换热器设备吸收了压缩空气的压缩热，既提高了系统效率又没有化石燃料的污染。
目前，现有的空气换热器压缩空气的压损失大、影响换热性能。
发明内容
本发明为解决现有的空气换热器存在压缩空气的压损失大、影响换热性能的问题，进而提供一种高温高压压缩空气换热器结构。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
本发明的高温高压压缩空气换热器结构包括固定支座5、U形弯头9、防振装置10、滑动支座11、两个封头2、两个管箱3、两块管板4、两根直段壳体6和多块折流板8，两根直段壳体6平行且相对设置，两根直段壳体6通过固定支座5和滑动支座11支撑，两根直段壳体6的一端通过U形弯头9密闭连通，每根直段壳体6的另一端与对应管箱3的一端连通，每个管箱3的另一端对应安装有一个封头2，每个直段壳体6与管箱3的连接处设置有一块管板4，每个直段壳体6内沿其长度方向布置有换热管束7，每个直段壳体6内沿其长度方向间隔设置多块折流板8，多块折流板8之间平行设置，相邻两块折流板8上下交错设置，防振装置10设置在U形弯头9内。
在一个实施方案中，管箱3上设有高温高压压缩空气进出口接管，直段壳体6上设置有低温介质进出口接管。
在一个实施方案中，管板4是圆形结构，管板4的一端面上加工有与换热管束7对应的凸台，管板4分别与直段壳体6和管箱3焊接连接。
在一个实施方案中，管板4与换热管束7采用强度胀和密封焊的方式连接。
在一个实施方案中，U形弯头9由四段圆弧筒体焊接为一体。
在一个实施方案中，直段壳体6的壁厚小于U形弯头9的壁厚。
在一个实施方案中，封头2的中心处设置有圆形通孔1，封头2的圆形通孔1处设置有法兰。
本发明的有益效果是：
本发明的高温高压压缩空气换热器结构的高温高压压缩空气在换热管内流动，与壳侧介质进行换热，两块独立管板减低了热应力分布，保证压缩空气的压损较小；
本发明的高温高压压缩空气换热器结构实现换热管管束的自由伸缩，同时实现全逆流换热，不存在冷热流体间温度交叉的问题，提高了传热效率，提升系统经济性及安全性，本发明的高温高压压缩空气换热器结构的U形弯头易于维护，方便检修；
本发明的高温高压压缩空气换热器结构无需膨胀节就可以满足高温分布，换热结构简单，生产制造工艺简单，大大降低了生产成本，满足换热器本身高效传热的同时保证较小的压力损失来维持系统效率。
附图说明
图1是本发明的高温高压压缩空气换热器结构的主视图；
图2是本发明的高温高压压缩空气换热器结构的右视图。
具体实施方式
具体实施方式一：如图1和图2所示，本实施方式的高温高压压缩空气换热器结构，所述高温高压压缩空气换热器结构包括固定支座5、U形弯头9、防振装置10、滑动支座11、两个封头2、两个管箱3、两块管板4、两根直段壳体6和多块折流板8，其特征在于：两根直段壳体6平行且相对设置，两根直段壳体6通过固定支座5和滑动支座11支撑，两根直段壳体6的一端通过U形弯头9密闭连通，每根直段壳体6的另一端与对应管箱3的一端连通，每个管箱3的另一端对应安装有一个封头2，每个直段壳体6与管箱3的连接处设置有一块管板4，每个直段壳体6内沿其长度方向布置有换热管束7，每个直段壳体6内沿其长度方向间隔设置多块折流板8，多块折流板8之间平行设置，相邻两块折流板8上下交错设置，防振装置10设置在U形弯头9内。
申请号为201620894759.3的实用新型专利公开的一种光热发电再热器用的U形换热管支撑结构，该实用新型中公开的防振结构4与本申请的防振装置10的结构相同。
防振装置10可有效降低弯管处换热管因无支撑跨距过大而产生的振动问题，同时又能尽可能大的保留流通面积，保证壳侧流动阻力处于合理的范围；此外，其还具有结构简单，耗材少，安装方便的优点。
具体实施方式二：如图1所示，本实施方式管箱3上设有高温高压压缩空气进出口接管，直段壳体6上设置有低温介质进出口接管。如此设计，高温高压压缩空气可以在换热管内流动，与壳侧介质进行换热。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：如图1所示，本实施方式管板4是圆形结构，管板4的一端面上加工有与换热管束7对应的凸台，管板4分别与直段壳体6和管箱3焊接连接。如此设计，有利于换热管束7与管板4密闭连接。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：如图1所示，本实施方式管板4与换热管束7采用强度胀和密封焊的方式连接。如此设计，使得换热管束7与管板4实现密闭连接。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：如图1所示，本实施方式U形弯头9由四段圆弧筒体焊接为一体。如此设计，可以保证换热器的整体强度。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或四相同。
具体实施方式六：如图1所示，本实施方式直段壳体6的壁厚小于U形弯头9的壁厚。如此设计，U形弯头9一般是模具热轧制成的，成型后局部减薄，为保证设备强度，所以弯头的壁厚要大一些，从而保证换热器的整体强度。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：如图1和图2所示，本实施方式封头2的中心处设置有圆形通孔1，封头2的圆形通孔1处设置有法兰。如此设置，便于换热管束7的检修与维护。其它组成及连接关系与具体实施方式六相同。
工作原理：
本发明的高温高压压缩空气换热器结构为发夹式换热器，高温高压压缩空气在换热管内流动，与壳侧介质进行换热，满足换热器本身高效传热的同时保证较小的压力损失来维护系统效率；本发明的发夹式换热器不仅能够避免管板热应力过大，实现换热管管束的自由伸缩，还能实现全逆流换热。
Claims (7)
1.一种高温高压压缩空气换热器结构，所述高温高压压缩空气换热器结构包括固定支座(5)、U形弯头(9)、防振装置(10)、滑动支座(11)、两个封头(2)、两个管箱(3)、两块管板(4)、两根直段壳体(6)和多块折流板(8)，其特征在于：两根直段壳体(6)平行且相对设置，两根直段壳体(6)通过固定支座(5)和滑动支座(11)支撑，两根直段壳体(6)的一端通过U形弯头(9)密闭连通，每根直段壳体(6)的另一端与对应管箱(3)的一端连通，每个管箱(3)的另一端对应安装有一个封头(2)，每个直段壳体(6)与管箱(3)的连接处设置有一块管板(4)，每个直段壳体(6)内沿其长度方向布置有换热管束(7)，每个直段壳体(6)内沿其长度方向间隔设置多块折流板(8)，多块折流板(8)之间平行设置，相邻两块折流板(8)上下交错设置，防振装置(10)设置在U形弯头(9)内。
2.根据权利要求1所述的高温高压压缩空气换热器结构，其特征在于：管箱(3)上设有高温高压压缩空气进出口接管，直段壳体(6)上设置有低温介质进出口接管。
3.根据权利要求1或2所述的高温高压压缩空气换热器结构，其特征在于：管板(4)是圆形结构，管板(4)的一端面上加工有与换热管束(7)对应的凸台，管板(4)分别与直段壳体(6)和管箱(3)焊接连接。
4.根据权利要求3所述的高温高压压缩空气换热器结构，其特征在于：管板(4)与换热管束(7)采用强度胀和密封焊的方式连接。
5.根据权利要求1、2或4所述的高温高压压缩空气换热器结构，其特征在于：U形弯头(9)由四段圆弧筒体焊接为一体。
6.根据权利要求5所述的高温高压压缩空气换热器结构，其特征在于：直段壳体(6)的壁厚小于U形弯头(9)的壁厚。
7.根据权利要求1、2、4或6所述的高温高压压缩空气换热器结构，其特征在于：封头(2)的中心处设置有圆形通孔(1)，封头(2)的圆形通孔(1)处设置有法兰。
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