CN113776362A - 一种高温管壳式换热器 - Google Patents
一种高温管壳式换热器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113776362A CN113776362A CN202110958677.6A CN202110958677A CN113776362A CN 113776362 A CN113776362 A CN 113776362A CN 202110958677 A CN202110958677 A CN 202110958677A CN 113776362 A CN113776362 A CN 113776362A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tube
- shell
- pipe
- heat exchange
- heat exchanger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 40
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003670 easy-to-clean Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/06—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits having a single U-bend
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/26—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
- F28G5/00—Cleaning by distortion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
本发明属于换热器设备技术领域，具体的说是一种高温管壳式换热器，包括:管程部、壳程部和支架，所述的管程部包括管程进管、管程出管和多根换热管，所述的管程进管和管程出管固定连接在壳头上下两侧；所述壳程部包括换热器外壳体、壳程进管和壳程出管，所述的壳程进管和壳程出管均固定连接换热器外壳体上下两侧且错位排布，所述换热管右端面与封头管板右端面平齐，所述换热管右端内部插入有U型管，所述U型管包括内管和外管，内管和外管之间留有空腔，所述空腔内注有导热油，所述内管和外管端口封闭；解决了管程部分，尤其是U型管程部分不易清洗的问题。
Description
技术领域
本发明属于换热器设备技术领域，具体的说是一种高温管壳式换热器。
背景技术
管壳式换热器又称列管式换热器，是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器，这种换热器结构简单、造价低、流通截面较宽，能在高温、高压下使用，是应用最广的换热器类型；
管壳式换热器流体进行热交换的方式为：一种流体体流过壳体内、换热管外，另一种液体流过换热管内，换热管内外进行热交换，从而实现换热功能；现有的管壳式换热器常见的类型为固定管板式换热器和U型管式换热器，固定管板式换热器结构简单，但是需要采取补偿措施减小因温差过大产生的热应力，而U型管式换热器完全消除了热应力，但管程部分，尤其是U型管程部分不易清洗；
针对上述技术问题，本发明提供了一种高温管壳式换热器。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：本发明提供的一种高温管壳式换热器，可以在换热器换热过程中，减小因差过大产生的热应力的同时，能够清理管程中的污垢。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供一种高温管壳式换热器，包括；管程部、壳程部和支架，所述的管程部包括管程进管、管程出管和多根换热管，所述的管程进管和管程出管固定连接在壳头上下两侧；所述壳程部包括换热器外壳体、壳程进管和壳程出管，所述的壳程进管和壳程出管均固定连接换热器外壳体上下两侧且错位排布；所述换热器外壳体包括壳头、封头和两端为通口的管箱，所述的壳头与管箱之间设有壳头管板，所述的封头与管箱之间设有封头管板，所述壳头内部固定连接有管程隔流板，管程隔流板将壳头内部隔成与管程进管连通的管程进流腔和与管程出管连通的管程出流腔；所述换热管两端分别连接在壳头管板和封头管板上，所述的换热管处在管箱内，换热管的一端连通至壳头内部，换热管的另一端连通至封头内部；
所述换热管右端面与封头管板右端面平齐，所述换热管右端内部插入有U型管，所述U型管包括内管和外管，内管和外管之间留有空腔，所述空腔内注有导热油，所述内管和外管端口封闭。
优选的，所述换热管与U型管通过第一密封圈滑动密封连接，所述第一密封圈的组成材料为耐高温橡胶。
优选的，所述U型管靠近封头管板一侧开设有分流管，所述分流管一侧管口连通U型管，分流管管身贯穿封头管板，另一侧管口连通换热管。
优选的，所述分流管两侧管口处固定连接有温控阀门。
优选的，所述分流管管体外表面固定连接有第二密封圈，所述第二密封圈与封头管板位于管箱内一侧固定连接，所述第二密封圈有耐高温橡胶制成。
优选的，所述U型管为弹性合金制成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过将换热管和U型管滑动密封连接，减小因换热过程中两种流体温差过大产生的热应力的同时，利用U型管内导热油受热膨胀挤压型内管管壁，从而起到清理U型管管程内的污垢的作用；同时，在换热过程中，管程流体通过换热管进入U型管，流经分流管起到分流作用，从而减小换热管与U型管连接处的流体流量，使得换热管与U型管连接处的流体压力减小，防止换热管与U型管连接处因受到热应力和流体压力的压力过大导致U型管断裂或脱落，并且当管程流体通过分流管进入到换热管或U型管内时，扰乱原有管程流体流动，使得管程流体形成湍流，进一步的清理管程中的污垢并且加大换热效率。
附图说明
图1为本发明的剖视图；
图2为本发明图1中的U型管结构示意图；
图3为本发明图1中A处的局部放大示意图；
图4为本发明图1中B处的局部放大示意图；
图5为本发明图2中C处的局部放大示意图。
图中：支架1，管程进管2、管程出管3、换热管4、换热器外壳体5、壳程进管6、壳程出管7、壳头8、封头9、管箱10、壳头管板11、封头管板12、管程隔流板13、管程进流腔14、管程出流腔15、U型管16、内管17、外管18、空腔19、第一密封圈20、分流管21、温控阀门22、第二密封圈23。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；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。
请参阅图1至图5，本发明实施例中，一种高温管壳式换热器，包括管程部、壳程部和支架1，所述的管程部包括管程进管2、管程出管3和多根换热管4，所述的管程进管2和管程出管3固定连接在壳头8上下两侧；所述壳程部包括换热器外壳体5、壳程进管6和壳程出管7，所述的壳程进管6和壳程出管7均固定连接换热器外壳体5上下两侧且错位排布；所述换热器外壳体5包括壳头8、封头9和两端为通口的管箱10，所述的壳头8与管箱10之间设有壳头管板11，所述的封头9与管箱10之间设有封头管板12，所述壳头8内部固定连接有管程隔流板13，管程隔流板13将壳头8内部隔成与管程进管2连通的管程进流腔14和与管程出管3连通的管程出流腔15；所述换热管4两端分别连接在壳头管板11和封头管板12上，所述的换热管4处在管箱10内，换热管4的一端连通至壳头8内部，换热管4的另一端连通至封头9内部；
所述换热管4右端面与封头管板12右端面平齐，所述换热管4右端内部插入有U型管16，所述U型管包括内管17和外管18，内管17和外管18之间留有空腔19，所述空腔19内注有导热油，所述内管17和外管18端口封闭。
当换热器进行换热工作时，进入管程进管2的高温流体通过管程进流腔14进入换热管4内，同时低温流体通过壳程进管6进入管箱10内，当高温流体流经换热管4进入U型管16内后，U型管16的内管17和外管18之间的空腔19中注入的导热油受热膨胀，导热油受热膨胀后，从而挤压内管17管壁，使内管17管壁发生形变，使得附着在内管17管壁上的污垢裂开，当换热结束后，换热器内整体温度降低，导热油冷却，内管17管壁不再受到挤压从而恢复形变，使得裂开的污垢掉落，掉落的污垢随下次换热中的流体流通，通过管程出管3排出，从而达到清理U型管16管程部分的作用。
作为本发明的一种实施方式，所述换热管4与U型管16通过第一密封圈20滑动密封连接。
因为换热管4与U型管16通过第一密封圈20滑动密封连接，增强了换热管4与U型管16在连接处的密封性，同时随着换热过程进行，U型管16受热膨胀，由于第一密封圈20的材料为耐高温橡胶，从而进一步加强了连接处的密封性，防止管程流体进入到封头9内，也为U型管16的膨胀留下缓冲空间，避免U形管16的脱落或断裂。
作为本发明的一种实施方式，所述U型管16靠近封头管板12一侧开设有分流管21，所述分流管21一侧管口连通U型管16，分流管21管身贯穿封头管板12，另一侧管口连通换热管4。
在换热过程中，管程流体通过换热管4进入U型管16，通过设置分流管21起到分流作用，从而减小换热管4与U型管16连接处的管程流体流量，使得换热管4与U型管16连接处的流体压力减小，防止换热管4与U型管16连接处因受到热应力和流体压力的压力过大导致U型管16断裂或脱落；
作为本发明的一种实施方式，所述分流管21两侧管口处固定连接有温控阀门22。
进一步的，在换热过程中，当管程部和壳程部中的流体温差过大时，温控阀门22打开，使得分流管起到分流作用，除了减小换热管4与U型管16连接处的流体压力的同时，当管程流体通过分流管进入到换热管4或U型管16内时，扰乱原有管程流体流动，使得管程流体形成湍流，进一步的清理管程中的污垢并且加大换热效率。
作为本发明的一种实施方式，所述分流管21管体外表面固定连接有第二密封圈23，所述第二密封圈23与封头管板12位于管箱10内一侧固定连接，所述第二密封圈23有耐高温橡胶制成。
再进一步的，在换热过程中，当管程部与壳程部内流体温差过大时，温控阀门22打开，管程部内流体进入分流管21内，通过在分流管21与封头管板12位于管箱10内一侧的连接处设置第二密封圈23加强了连接处的密封性，防止壳程流体进入封头9内。
作为本发明的一种实施方式，所述U型管16为弹性合金制成。
因为U型管16材料为55NbTi-Al弹性合金，其膨胀系数为8.7x10-6/℃,导热油膨胀系数为7.8-8.0x10-6/℃，如1米长55NbTi-Al弹性合金所对应的导热油体积为3L，根据金属膨胀量＝L×ΔT×8.7x10-6/℃和导热油膨胀量＝V×ΔT×7.8-8.0x10-6/℃，可算出在180℃温差下的U型管16膨胀量为3.132x10-3和导热油膨胀量4.2x10-3-4.32x10-3，可保证导热油在受热膨胀时能够挤压U型管16内管17管壁。
工作原理：当换热器进行换热工作时，进入管程进管2的高温流体通过管程进流腔14进入换热管4内，同时低温流体通过壳程进管6进入管箱10内，当高温流体流经换热管4进入U型管16内后，U型管16的内管17和外管18之间的空腔19中注入的导热油受热膨胀，导热油受热膨胀后，从而挤压内管17管壁，使内管17管壁发生形变，使得附着在内管17管壁上的污垢裂开从而掉落，掉落的污垢随流体流通，通过管程出管3排出，从而达到清理U型管16管程部分的作用；同时，在换热过程中，管程流体通过换热管4进入U型管16，流经分流管21起到分流作用，从而减小换热管4与U型管16连接处的流体流量，使得换热管4与U型管16连接处的流体压力减小，防止换热管4与U型管16连接处因受到热应力和流体压力的压力过大导致U型管16断裂或脱落，并且当管程流体通过分流管进入到换热管4或U型管16内时，扰乱原有管程流体流动，使得管程流体形成湍流，进一步的清理管程中的污垢并且加大换热效率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种高温管壳式换热器，包括管程部、壳程部和支架(1)，所述的管程部包括管程进管(2)、管程出管(3)和多根换热管(4)，所述的管程进管(2)和管程出管(3)固定连接在壳头(8)上下两侧；所述壳程部包括换热器外壳体(5)、壳程进管(6)和壳程出管(7)，所述的壳程进管(6)和壳程出管(7)均固定连接换热器外壳体(5)上下两侧且错位排布；所述换热器外壳体(5)包括壳头(8)、封头(9)和两端为通口的管箱(10)，所述的壳头(8)与管箱(10)之间设有壳头管板(11)，所述的封头(9)与管箱(10)之间设有封头管板(12)，所述壳头(8)内部固定连接有管程隔流板(13)，管程隔流板(13)将壳头(8)内部隔成与管程进管(2)连通的管程进流腔(14)和与管程出管(3)连通的管程出流腔(15)；所述换热管(4)两端分别连接在壳头管板(11)和封头管板(12)上，所述的换热管(4)处在管箱(10)内，换热管(4)的一端连通至壳头(8)内部，换热管(4)的另一端连通至封头(9)内部；
其特征在于：所述换热管(4)右端面与封头管板(12)右端面平齐，所述换热管(4)右端内部插入有U型管(16)，所述U型管(16)包括内管(17)和外管(18)，内管(17)和外管(18)之间留有空腔(19)，所述空腔(19)内注有导热油，所述内管(17)和外管(18)端口封闭。
2.据权利要求1所述的一种高温管壳式换热器，其特征在于：所述换热管(4)与U型管(16)通过第一密封圈(20)滑动密封连接，所述第一密封圈(20)的组成材料为耐高温橡胶。
3.据权利要求1所述的一种高温管壳式换热器，其特征在于：所述U型管(16)靠近封头管板(12)一侧开设有分流管(21)，所述分流管(21)一侧管口连通U型管(16)，分流管(21)管身贯穿封头管板(12)，另一侧管口连通换热管(4)。
4.据权利要求3所述的一种高温管壳式换热器，其特征在于：所述分流管(21)两侧管口处固定连接有温控阀门(22)。
5.据权利要求3所述的一种高温管壳式换热器，其特征在于：所述分流管(21)管体外表面固定连接有第二密封圈(23)，所述第二密封圈(23)与封头管板(12)位于管箱(10)内一侧固定连接，所述第二密封圈(23)有耐高温橡胶制成。
6.据权利要求1所述的一种高温管壳式换热器，其特征在于：所述U型管(16)由弹性合金制成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110958677.6A CN113776362A (zh) | 2021-08-20 | 2021-08-20 | 一种高温管壳式换热器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110958677.6A CN113776362A (zh) | 2021-08-20 | 2021-08-20 | 一种高温管壳式换热器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113776362A true CN113776362A (zh) | 2021-12-10 |
Family
ID=78838492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110958677.6A Pending CN113776362A (zh) | 2021-08-20 | 2021-08-20 | 一种高温管壳式换热器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113776362A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115060093A (zh) * | 2022-04-18 | 2022-09-16 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种燃油-空气换热器 |
| CN116123896A (zh) * | 2023-02-09 | 2023-05-16 | 唐山市宝凯科技有限公司 | 一种高效换热器 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105987247A (zh) * | 2015-01-30 | 2016-10-05 | 林世平 | 勾头金属卡箍塑料管道补偿器及其使用方法 |
| US20170176109A1 (en) * | 2014-09-30 | 2017-06-22 | Nanotec Co., Ltd. | Solution conveying and cooling apparatus |
| CN108916530A (zh) * | 2018-09-20 | 2018-11-30 | 重庆共启科技有限公司 | 一种自清洁管道 |
| CN209820214U (zh) * | 2018-12-25 | 2019-12-20 | 无锡可为化工机械有限公司 | U型换热器 |
| CN111561831A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-08-21 | 国惠环保新能源有限公司 | 一种l型折流板管壳式换热器及其应用 |
| CN212227182U (zh) * | 2020-06-10 | 2020-12-25 | 赵倩 | 一种供热管网水力平衡调节装置 |
| CN112721111A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-04-30 | 武汉林溯科技有限公司 | 一种具有自除垢式外冷却系统的吹塑模具 |
-
2021
- 2021-08-20 CN CN202110958677.6A patent/CN113776362A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170176109A1 (en) * | 2014-09-30 | 2017-06-22 | Nanotec Co., Ltd. | Solution conveying and cooling apparatus |
| CN105987247A (zh) * | 2015-01-30 | 2016-10-05 | 林世平 | 勾头金属卡箍塑料管道补偿器及其使用方法 |
| CN108916530A (zh) * | 2018-09-20 | 2018-11-30 | 重庆共启科技有限公司 | 一种自清洁管道 |
| CN209820214U (zh) * | 2018-12-25 | 2019-12-20 | 无锡可为化工机械有限公司 | U型换热器 |
| CN111561831A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-08-21 | 国惠环保新能源有限公司 | 一种l型折流板管壳式换热器及其应用 |
| CN212227182U (zh) * | 2020-06-10 | 2020-12-25 | 赵倩 | 一种供热管网水力平衡调节装置 |
| CN112721111A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-04-30 | 武汉林溯科技有限公司 | 一种具有自除垢式外冷却系统的吹塑模具 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115060093A (zh) * | 2022-04-18 | 2022-09-16 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种燃油-空气换热器 |
| CN116123896A (zh) * | 2023-02-09 | 2023-05-16 | 唐山市宝凯科技有限公司 | 一种高效换热器 |
| CN116123896B (zh) * | 2023-02-09 | 2024-01-19 | 唐山市宝凯科技有限公司 | 一种高效换热器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113776362A (zh) | 一种高温管壳式换热器 | |
| CN207299991U (zh) | 一种完全可拆发夹式换热器 | |
| CN109253639A (zh) | 一种生产无水氢氟酸用列管式换热器及制造方法 | |
| CN103017577B (zh) | 设置疏导结构的污水或地表水用管式换热装置 | |
| CN207095347U (zh) | 一种波节管式油冷却器 | |
| CN208651094U (zh) | 一种压缩机换热器 | |
| CN215864795U (zh) | 一种节能式轴向变空间烟气冷凝器 | |
| CN210952443U (zh) | 一种五恒系统的椭圆管道换热器 | |
| CN210089462U (zh) | 一种使用寿命长的管式换热器 | |
| CN207487467U (zh) | 一种列管式换热器 | |
| CN213778708U (zh) | 一种管式换热器 | |
| CN220250755U (zh) | 一种高效管壳式换热器 | |
| CN207963573U (zh) | 新型壳式换热器 | |
| CN218120710U (zh) | 一种翅片式热交换箱 | |
| CN213714045U (zh) | 一种自动触发式换热的管壳式换热器 | |
| CN214010073U (zh) | 一种新型螺旋板式热交换器 | |
| CN215491196U (zh) | 一种抗压能力强的管式换热器 | |
| CN219551260U (zh) | 一种异型管翅换热器 | |
| CN111473680A (zh) | 一种壳程管程串通式换热器的气密性试验结构 | |
| CN219433866U (zh) | 一种改善黏泥积聚现象的新型卧式列管式换热器 | |
| CN219083849U (zh) | 一种管式换热器总成 | |
| CN207487483U (zh) | 一种模块化可拆卸式气水换热器 | |
| CN205607206U (zh) | 油脂精炼换热专用设备 | |
| CN215408738U (zh) | 一种矿用大温差串联式冷却水降温系统 | |
| CN210292925U (zh) | 一种带疏冷段的卧式四流程换热器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |