CN112129139A - 一种高温蒸汽管式换热器 - Google Patents

Abstract

包括外壳主体、换热管道、供水管、排水管和缓冲组件，所述的外壳主体上设置有进水口和出水口，换热管道设置在所述的外壳主体内，缓冲组件设置在所述的外壳主体内且位于所述的进水口处，所述的缓冲组件具有缓冲进口和缓冲出口以及分别与所述的缓冲进口和所述的缓冲出口连通的换热腔，所述的缓冲出口的开设方向与所述的换热管道的轴线相平行，所述的供水管与所述的蒸汽进口连通；所述的排水管与所述的蒸汽出口连通，所述的供水管和所述的排水管均用于输送换热介质。

Description

一种高温蒸汽管式换热器

技术领域

本发明涉及换热装置技术领域，具体地说就是一种高温蒸汽管式换热器。

背景技术

简介：管式(又称管壳式、换热管式)换热器是最典型的间壁式换热器，它在工业上的应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。一种高温蒸汽管式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成，壳体多呈圆形，内部装有平行管束，管束两端固定于管板上,目前一种高温蒸汽管式换热器既能满足生产需要，还能实现对能量回收以及综合利用，起到节约能源、保护环境的作用，并实现了低碳生活和企业的可持续发展。现有的换热器技术领域中，会将不同等级的介质直接引入至同一换热空间，例如常见的焚烧炉废热锅炉，焚烧炉废热锅炉的自身壳程具备一定的压力，且换热负荷有限，为减少投资，往往不单独设置专用补水泵，而与锅炉或其他装置合用冷介质补充系统，这样焚烧炉废热锅炉的给水压力非常高，因生产需求接入蒸汽冷凝液的压力非常高。由于接入蒸汽冷凝液及给水的压力与换热器本身压力相差较大，此时若焚烧炉废热锅炉冷凝液进口的缓冲空间不足，或者蒸汽疏水阀门出现故障，或者装置负荷发生剧烈波动，都将会使得冷凝水和外部给水对换热器管程造成严重冲刷，导致设备损坏。现有的一种高温蒸汽管式换热器换热管因长期冲刷而损坏的技术难题，严重威胁了正常生产运行和设备安全，增加了维护费用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种高温蒸汽管式换热器。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种高温蒸汽管式换热器，包括外壳主体、换热管道、供水管、排水管和缓冲组件，所述的外壳主体上设置有进水口和出水口，换热管道设置在所述的外壳主体内，缓冲组件设置在所述的外壳主体内且位于所述的进水口处，所述的缓冲组件具有缓冲进口和缓冲出口以及分别与所述的缓冲进口和所述的缓冲出口连通的换热腔，所述的缓冲出口的开设方向与所述的换热管道的轴线相平行，所述的供水管与所述的蒸汽进口连通；所述的排水管与所述的蒸汽出口连通，所述的供水管和所述的排水管均用于输送换热介质。

作为优化，所述的缓冲组件包括支撑板和侧挡板，所述的侧挡板设置在所述的支撑板的周缘，所述的侧挡板与所述的支撑板配合以形成所述的换热腔，所述的侧挡板远离所述的支撑板的一端形成所述的缓冲进口，所述的缓冲进口与所述的进水口连通，所述的缓冲出口设置在所述的侧挡板上。

作为优化，所述的侧挡板远离所述的支撑板的一端与所述的外壳主体固定连接。

作为优化，所述的进水口包括蒸汽进口和蒸汽出口，所述的缓冲组件设置在所述的蒸汽进口和所述的蒸汽出口处。

作为优化，所述的一种高温蒸汽管式换热器还包括前液阀，所述的前液阀设置在所述的供水管上。

作为优化，所述的一种高温蒸汽管式换热器还包括暂存装置，所述的暂存装置设置在所述的排水管上。

作为优化，所述的一种高温蒸汽管式换热器还包括泄压管，所述的泄压管与所述的出水口连通。

作为优化，所述的一种高温蒸汽管式换热器还包括第二调节阀，所述的第二调节阀设置在所述的泄压管上。

作为优化，所述的一种高温蒸汽管式换热器还包括压力阀门，所述的压力阀门设置在所述的外壳主体上。

作为优化，所述的进水口设置在所述的外壳主体的下部，所述的出水口设置在所述的外壳主体的顶部。

本方案的整体有益效果是：本方案在换热器的外壳主体内设置缓冲组件，缓冲组件具有缓冲进口和缓冲出口以及分别与缓冲进口和缓冲出口连通的换热腔，缓冲出口的开设方向与换热管道的轴线相平行，这样在换热器进行换热工作时，能够通过缓冲组件减小进入换热器中的蒸汽冷凝液和给水对换热器管程的直接冲击作用，解决现有技术中换热器换热管因长期冲刷而损坏的问题。

附图说明

附图1为本发明的轴侧示意图。

附图2为本发明后部结构示意图。

附图3为本发明换热腔示意图。

其中:1、外壳主体；2、进水口；3、蒸汽进口；4、蒸汽出口；5、出水口；6、压力阀门；7、换热管道；8、缓冲组件；9、换热腔；10、支撑板；11、侧挡板；12、供水管；13、前液阀；14、排水管；15、暂存装置；16、泄压管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示实施例中，一种高温蒸汽管式换热器，包括外壳主体1、换热管道7和缓冲组件8。其中，外壳主体1上设置有进水口2和出水口5，进水口2是为了便于换热介质进入换热装置中而设置，这里的换热介质可以是冷水。在换热器工作过程中，换热介质通过进水口2进入换热器的壳程，从而与换热器管程中的热介质发生热量交换。出水口5主要用于排除换热器外壳主体1中的蒸汽。本实施例中，出水口5设置在外壳主体1的上部。出水口5在蒸汽调节阀的控制下可以调节换热器外壳主体1内的蒸汽量，从而保证外壳主体1维持在一定压力范围内，也保证了良好的外送蒸汽质量。换热管道7设置在外壳主体1内，换热管道7中充满了从燃烧室来的热介质，这里的热介质可以为高温烟气，在换热器的工作过程中，高温烟气先经过换热管道7，再由专用管道进入下一道生产工序或由烟囱排入大气，在此过程中热介质冷却到特定的温度，以满足后工序生产要求，从而达到能量回收综合利用及热媒降温的双重目的。缓冲组件8设置在外壳主体1内且位于进水口2处，缓冲组件8具有缓冲进口和缓冲出口以及分别与缓冲进口和缓冲出口连通的换热腔9，缓冲出口的开设方向与换热管道的轴线相平行。缓冲组件8给进入换热装置的换热介质设置了安全的缓冲空间，并改变换热介质的流速和流动方向，从而能够减小换热介质对换热器管程造成严重的冲刷。

所述的缓冲组件8包括支撑板10和侧挡板11。侧挡板11设置在支撑板10的周缘，侧挡板11与支撑板10配合形成换热腔9，其中，侧挡板11在远离支撑板10的一端形成缓冲进口，缓冲出口设置在侧挡板11上。换热介质通过设置在侧挡板11上的缓冲出口后，其流速将降低、流动方向与换热器换热管平行。具体地，在本实施例中，侧挡板11上的缓冲出口是直径为1mm的缓冲孔，其中缓冲孔的方向与换热器换热管平行。同时，为了保证换热介质顺利进入换热器内，侧挡板11上所有的缓冲孔需满足疏水总流量1.5倍的要求。

所述的侧挡板11远离支撑板10的一端与外壳主体1固定连接。缓冲组件8与进水口2相连，换热介质通过进水口2后将直接进入缓冲组件8，此时换热介质的压力较大，为了保证缓冲组件8的稳定性，这里优选地将缓冲组件8中远离支撑板10的一端与外壳主体1固定连接。在本实施例中，进水口2包括蒸汽进口3和蒸汽出口4，为了达到较好的缓冲效果，可以将缓冲组件设置在蒸汽进口3处，也可设置在蒸汽出口4处，也可将缓冲组件同时设置在蒸汽进口3和蒸汽出口4处。

所述的换热器还包括有供水管12和排水管14，供水管12和排水管14均用于给换热器补充因外送蒸汽所消耗的换热介质，供水管12的一端与锅炉给水系统相连，供水管12的另一端与蒸汽进口3连通，用于给蒸汽进口3输送换热介质。排水管14的一端与装置冷凝水系统相连，排水管14的另一端与蒸汽出口4连通，排水管用于给蒸汽出口4输送换热介质。所述的换热器还包括前液阀13，前液阀13设置在供水管12上。通过换热器中液位计的指示，相应地调节前液阀13开度来控制供水管12的给水量，以起到保证换热器安全运行的作用。本发明的换热器还包括暂存装置15，暂存装置15能够识别汽、水，起到阻汽排水的作用。为了防止装置冷凝水系统中的残余的蒸汽进入换热器的进水口，保证安全生产，本实施例中将暂存装置15设置在排水管14上。

所述的换热器还包括泄压管16，在本实施例中的换热介质主要为冷水，冷水通过进水口2的蒸汽进口3和蒸汽出口4进入换热器壳程，与从燃烧室进入管程的高温烟气充分接触后，冷水的温度不断升高，当温度升高到一定程度时，部分冷水变为蒸汽。为了维持换热器壳程一定压力及外送蒸汽品质，保证生产的安全，因而将泄压管16设置在与出水口5连通处，便于排出壳程内多余的蒸汽。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书的一种高温蒸汽管式换热器且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种高温蒸汽管式换热器，其特征在于:包括外壳主体(1)、换热管道(7)、供水管(12)、排水管(14)和缓冲组件(8)，所述的外壳主体(1)上设置有进水口(2)和出水口(5)，换热管道(7)设置在所述的外壳主体(1)内，缓冲组件(8)设置在所述的外壳主体(1)内且位于所述的进水口(2)处，所述的缓冲组件(8)具有缓冲进口和缓冲出口以及分别与所述的缓冲进口和所述的缓冲出口连通的换热腔(9)，所述的缓冲出口的开设方向与所述的换热管道的轴线相平行，所述的供水管(12)与所述的蒸汽进口(3)连通；所述的排水管(14)与所述的蒸汽出口(4)连通，所述的供水管和所述的排水管均用于输送换热介质。

2.根据权利要求1所述的一种高温蒸汽管式换热器，其特征在于，所述的缓冲组件(8)包括支撑板(10)和侧挡板(11)，所述的侧挡板(11)设置在所述的支撑板(10)的周缘，所述的侧挡板(11)与所述的支撑板(10)配合以形成所述的换热腔(9)，所述的侧挡板(11)远离所述的支撑板(10)的一端形成所述的缓冲进口，所述的缓冲进口与所述的进水口(2)连通，所述的缓冲出口设置在所述的侧挡板(11)上。

3.根据权利要求2所述的一种高温蒸汽管式换热器，其特征在于，所述的侧挡板(11)远离所述的支撑板(10)的一端与所述的外壳主体(1)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种高温蒸汽管式换热器，其特征在于，所述的进水口(2)包括蒸汽进口(3)和蒸汽出口(4)，所述的缓冲组件设置在所述的蒸汽进口(3)和所述的蒸汽出口(4)处。

5.根据权利要求4所述的一种高温蒸汽管式换热器，其特征在于，所述的一种高温蒸汽管式换热器还包括前液阀(13)，所述的前液阀(13)设置在所述的供水管(12)上。

6.根据权利要求4所述的一种高温蒸汽管式换热器，其特征在于，所述的一种高温蒸汽管式换热器还包括暂存装置(15)，所述的暂存装置(15)设置在所述的排水管(14)上。

7.根据权利要求1所述的一种高温蒸汽管式换热器，其特征在于，所述的一种高温蒸汽管式换热器还包括泄压管(16)，所述的泄压管(16)与所述的出水口(5)连通。

8.根据权利要求7所述的一种高温蒸汽管式换热器，其特征在于，所述的一种高温蒸汽管式换热器还包括第二调节阀，所述的第二调节阀设置在所述的泄压管(16)上。

9.根据权利要求1所述的一种高温蒸汽管式换热器，其特征在于，所述的一种高温蒸汽管式换热器还包括压力阀门(6)，所述的压力阀门(6)设置在所述的外壳主体(1)上。

10.根据权利要求1所述的一种高温蒸汽管式换热器，其特征在于，所述的进水口(2)设置在所述的外壳主体(1)的下部，所述的出水口(5)设置在所述的外壳主体(1)的顶部。

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