CN110207507A - 一种适用于水下装备的舷间换热器 - Google Patents

一种适用于水下装备的舷间换热器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种适用于水下装备的舷间换热器，包括壳程壳体，所述壳程壳体的截面成椭圆形结构，在壳程壳体的两端分别安装有端盖，所述端盖的结构与壳程壳体截面形状匹配，在壳程壳体的顶部间隔设置有淡水进入接管和淡水出口接管，所述壳程壳体的内部上下间隔设置有管箱圆筒，单个管箱圆筒横向布置，两个管箱圆筒之间通过多个间隔的框架连接固定，所述框架与壳程壳体的内壁面连接，两个管箱圆筒之间还通过换热管束接通。直接放置于海水中，使其结构紧凑、换热效率高。

Description

一种适用于水下装备的舷间换热器
技术领域
本发明涉及换热设备技术领域，尤其是一种适用于水下装备的舷间换热器，可以进行海水横向冲刷换热管束。
背景技术
适用于水下装备的换热器按结构形式可分为板式换热器和管壳式换热器。
板式换热器由波纹式板片按照设计的数量和顺序组装，形成具有强化传热作用的换热通道，其中不同的板片之间有一定的间距。传热板片四个边角分别有一个角孔，主要用于冷热流体的进入与流出。冷热流体分别流入各自的流道，以逆流或顺流的方式流经每个板片并进行热交换，大量的传热板片由上下两根导杆固定在压紧板和活动板之间，外面用长螺栓将其紧固。虽然板式换热器换热效率高、结构紧凑，但其承压能力低。
管壳式换热器由许多根平行管组成的换热管束插入一圆筒形壳体内构成，换热管的两端固定在管板上，外壳两端有起封头作用的管箱，流体从管箱前端的管路流进管束内，再经由换热管后从管箱尾端流出，此路径称之为管程；另一种流体从外壳的接管进入换热器，在壳体与管间流动，此路径称之为壳程。虽然管壳式换热器结构简单造价低，但其传热能力相对较差、体积及重量较大。
这两种换热器一般放置于舱内，海水由海水泵输送至舱内换热器，这种布置形式虽然维修简便，但需要消耗自身能耗驱动海水泵，且占用舱内空间。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种适用于水下装备的舷间换热器，从而可以直接放置于海水中，使其结构紧凑、换热效率高。
本发明所采用的技术方案如下：
一种适用于水下装备的舷间换热器，包括壳程壳体，所述壳程壳体的截面成椭圆形结构，在壳程壳体的两端分别安装有端盖，所述端盖的结构与壳程壳体截面形状匹配，在壳程壳体的顶部间隔设置有淡水进入接管和淡水出口接管，所述壳程壳体的内部上下间隔设置有管箱圆筒，单个管箱圆筒横向布置，两个管箱圆筒之间通过多个间隔的框架连接固定，所述框架与壳程壳体的内壁面连接，两个管箱圆筒之间还通过换热管束接通；单个管箱圆筒的内部结构为：包括同心安装的小圆筒和大圆筒，小圆筒和大圆筒的管壁上均均匀开有规则分布的圆形管孔，小圆筒和大圆筒的管壁上同时开有交错间隔设置的半圆形槽口和间隙槽口，在半圆形槽口内插入安装有单弓形折流板，在间隙槽口内插入安装有圆形折流板，在小圆筒和大圆筒的两端头均安装圆形折流板，所有圆形折流板和单弓形折流板交错间隔分布，并通过拉杆和紧固件连接锁紧。
其进一步技术方案在于：
位于上部的管箱圆筒上设有安装淡水进入接管和淡水出口接管孔，所述淡水进入接管和淡水出口接管伸入至大圆筒和小圆筒内部。
所述框架的结构为：包括框架本体，所述框架本体的两端分别设置有安装管箱圆筒的圆形安装孔，两个圆形安装孔之间为大开口，圆形安装孔两旁的框架本体上还设置有对称的扇形孔。
每块圆形折流板的侧面设置有与大圆筒和小圆筒对应的沟槽。
每块圆形折流板和单弓形折流板上开有穿过拉杆的拉杆孔。
位于两端的圆形折流板的外圈与管箱圆筒的内部焊接。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，操作方便，直接放置于海水中即可方便的实现换热工作，大口径的海水入口和海水出口，避免了现有技术中的海水由海水泵输送至舱内换热器的麻烦操作，其安装方便快捷，换热效率好。
本发明可以直接放置于海水中，大开口的端盖有效的降低了整体的海水流动阻力，可取消海水泵，降低冷却系统的复杂性，节约成本。此外，采用海水横掠换热管束的设计方式，且管箱圆筒直接置于海水中起到了增强传热的作用，能提高换热器的换热效率；水质较高的淡水在封闭的、流道复杂的管箱圆筒和换热管束中流动，降低结垢等现象的发生，便于维护。淡水经多层管箱圆筒的多级节流作用，可降低换热器运行时产生的振动，且可将淡水均匀的分配至换热管束中。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明主视图(局部剖视)。
图3为本发明的主视图(省略壳程壳体)。
图4为本发明的结构示意图(省略壳程壳体)。
图5为本发明管箱圆筒的安装示意图。
图6为本发明折流板的安装示意图。
图7为本发明框架的结构示意图。
其中：1、端盖；2、淡水进入接管；3、壳程壳体；4、淡水出口接管；5、框架；6、管箱圆筒；7、换热管束；8、小圆筒；9、大圆筒；10、圆形折流板；11、单弓形折流板；12、拉杆；13、半圆形槽口；14、间隙槽口；
501、框架本体；502、圆形安装孔；503、扇形孔；504、大开口。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本实施例的适用于水下装备的舷间换热器，包括壳程壳体3，壳程壳体3的截面成椭圆形结构，在壳程壳体3的两端分别安装有端盖1，端盖1的结构与壳程壳体3截面形状匹配，在壳程壳体3的顶部间隔设置有淡水进入接管2和淡水出口接管4，壳程壳体3的内部上下间隔设置有管箱圆筒6，单个管箱圆筒6横向布置，两个管箱圆筒6之间通过多个间隔的框架5连接固定，框架5与壳程壳体3的内壁面连接，两个管箱圆筒6之间还通过换热管束7接通；单个管箱圆筒6的内部结构为：包括同心安装的小圆筒8和大圆筒9，小圆筒8和大圆筒9的管壁上均均匀开有规则分布的圆形管孔，小圆筒8和大圆筒9的管壁上同时开有交错间隔设置的半圆形槽口13和间隙槽口14，在半圆形槽口13内插入安装有单弓形折流板11，在间隙槽口14内插入安装有圆形折流板10，在小圆筒8和大圆筒9的两端头均安装圆形折流板10，所有圆形折流板10和单弓形折流板11交错间隔分布，并通过拉杆12和紧固件连接锁紧。
位于上部的管箱圆筒6上设有安装淡水进入接管2和淡水出口接管4孔，淡水进入接管2和淡水出口接管4伸入至大圆筒9和小圆筒8内部。
如图7所示，框架5的结构为：包括框架本体501，框架本体501的两端分别设置有安装管箱圆筒6的圆形安装孔502，两个圆形安装孔502之间为大开口504，圆形安装孔502两旁的框架本体501上还设置有对称的扇形孔503。
每块圆形折流板10的侧面设置有与大圆筒9和小圆筒8对应的沟槽。
每块圆形折流板10和单弓形折流板11上开有穿过拉杆12的拉杆孔。
位于两端的圆形折流板10的外圈与管箱圆筒6的内部焊接。
本发明的具体结构为：
主要包括管箱圆筒6、淡水进入接管2、淡水出口接管4、圆形折流板10、单弓形折流板11、换热管束7、壳程壳体3、端盖1。位于上部的管箱圆筒6上设有两个接管，一接管为淡水入口，另一接管为淡水出口。管箱圆筒6内设有交错布置的圆形和单弓形折流板，圆形折流板10上设置有沟槽以对内层的大圆筒9和小圆筒8进行固定及限位，折流板上还设置有拉杆孔，拉杆12一端垂直穿过各折流板的拉杆孔后旋入螺纹孔，另一端用螺母紧固。壳程壳体3两端设有端盖1，一端盖1为海水入口，另一端盖1为海水出口。间隔设置的管箱圆筒6通过框架5连接进行固定。
本发明所述的管箱圆筒6内装有两层内层圆筒，分别为小圆筒8和大圆筒9，内层圆筒壁面上开设有规则分布的圆形管孔，淡水接管插入管箱圆筒6至最内层，淡水流经管孔时，经节流整流作用增强了流体的湍流度，且较为均匀的将淡水分配至换热管束7中而后流入另一侧管箱圆筒6中，经管箱圆筒6内折流板的导流作用，淡水按规定的路程多次折返后通过接管流出换热器。海水由一侧端盖1流入后，横掠换热管束7和管箱圆筒6后从另一侧流出。
因换热管束7和管箱圆筒6均置于高压海水中，故需要对其进行耐外压设计，壳程壳体3内外两侧均为高压海水故无需考虑耐压问题。
管箱圆筒6靠近封头侧的一块圆形折流板10焊接于圆筒内壁。内层圆筒周向上设有槽口用以安装单弓形折流板11。安装时，通过圆形折流板10的沟槽将内层圆筒固定后，将弓形折流板11插入内层圆筒周向上的槽口，之后将拉杆12垂直穿过每块折流板并与焊接于管箱内壁的端面的圆形折流板10通过螺纹连接，拉杆12另一端与最后一块折流板用螺母紧固。内层圆筒及折流板安装到位后，可进行两端球封头的焊接操作。其安装方便快捷。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (6)

1.一种适用于水下装备的舷间换热器，其特征在于：包括壳程壳体(3)，所述壳程壳体(3)的截面成椭圆形结构，在壳程壳体(3)的两端分别安装有端盖(1)，所述端盖(1)的结构与壳程壳体(3)截面形状匹配，在壳程壳体(3)的顶部间隔设置有淡水进入接管(2)和淡水出口接管(4)，所述壳程壳体(3)的内部上下间隔设置有管箱圆筒(6)，单个管箱圆筒(6)横向布置，两个管箱圆筒(6)之间通过多个间隔的框架(5)连接固定，所述框架(5)与壳程壳体(3)的内壁面连接，两个管箱圆筒(6)之间还通过换热管束(7)接通；单个管箱圆筒(6)的内部结构为：包括同心安装的小圆筒(8)和大圆筒(9)，小圆筒(8)和大圆筒(9)的管壁上均均匀开有规则分布的圆形管孔，小圆筒(8)和大圆筒(9)的管壁上同时开有交错间隔设置的半圆形槽口(13)和间隙槽口(14)，在半圆形槽口(13)内插入安装有单弓形折流板(11)，在间隙槽口(14)内插入安装有圆形折流板(10)，在小圆筒(8)和大圆筒(9)的两端头均安装圆形折流板(10)，所有圆形折流板(10)和单弓形折流板(11)交错间隔分布，并通过拉杆(12)和紧固件连接锁紧。
2.如权利要求1所述的一种适用于水下装备的舷间换热器，其特征在于：位于上部的管箱圆筒(6)上设有安装淡水进入接管(2)和淡水出口接管(4)孔，所述淡水进入接管(2)和淡水出口接管(4)伸入至大圆筒(9)和小圆筒(8)内部。
3.如权利要求1所述的一种适用于水下装备的舷间换热器，其特征在于：所述框架(5)的结构为：包括框架本体(501)，所述框架本体(501)的两端分别设置有安装管箱圆筒(6)的圆形安装孔(502)，两个圆形安装孔(502)之间为大开口(504)，圆形安装孔(502)两旁的框架本体(501)上还设置有对称的扇形孔(503)。
4.如权利要求1所述的一种适用于水下装备的舷间换热器，其特征在于：每块圆形折流板(10)的侧面设置有与大圆筒(9)和小圆筒(8)对应的沟槽。
5.如权利要求1所述的一种适用于水下装备的舷间换热器，其特征在于：每块圆形折流板(10)和单弓形折流板(11)上开有穿过拉杆(12)的拉杆孔。
6.如权利要求1所述的一种适用于水下装备的舷间换热器，其特征在于：位于两端的圆形折流板(10)的外圈与管箱圆筒(6)的内部焊接。
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