CN113883943B - 一种流量可控的串片式加热器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种流量可控的串片式加热器，包括外壳体和安装于所述外壳体内的组合芯体；所述外壳体的一端形成有壳程介质进口，外壳体的另一端形成有壳程介质出口；所述组合芯体包括两个管束模块，其中一个管束模块设置在外壳体内的轴向一侧，另一个管束模块设置在外壳体内的轴向另一侧；每所述管束模块均包括至少一个独立管束，每所述独立管束均设置有管程介质进口和管程介质出口，且每所述管程介质进口均配设有第一控制阀，每所述管程介质出口均配设有第二控制阀。本发明优点：该串片式加热器结构紧凑，换热效率高，且加热器内多个管束相互独立，能够很好地实现对每个管束的流量进行独立控制，从而保证发酵工艺所需的温度需求。

Description

一种流量可控的串片式加热器

【技术领域】

本发明涉及换热设备技术领域，特别涉及一种流量可控的串片式加热器。

【背景技术】

加热器是用于将热介质的部分热量传递给冷介质的设备，又称为热交换器。加热器的应用十分广泛，在发酵工艺中就常需要使用加热器来加热空气，以满足发酵工艺中所使用的压缩空气的温度需求，加热器通常采用蒸汽来加热空气。在现有的发酵工艺中，需要使用多台加热器配合才能够满足发酵工艺的空气加热需求，这导致存在占地面积大，投资成本高等问题，且多台加热器之间是相互配合的，一旦有加热器出现故障就需要停机检修，这会影响到正常生产，使用极其不便。有鉴于此，本发明人针对现有技术中的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种流量可控的串片式加热器，解决现有发酵工艺需要多台加热器配合使用才能够满足所需温度需求，导致存在占地面积大，投资成本高，且使用不便的问题；该串片式加热器结构紧凑，换热效率高，且加热器内多个管束相互独立，能够很好地实现对每个管束的流量进行独立控制，从而保证发酵工艺所需的温度需求，并且能够实现节能的目的。

本发明是这样实现的：一种流量可控的串片式加热器，包括外壳体和安装于所述外壳体内的组合芯体；所述外壳体的一端形成有壳程介质进口，所述外壳体的另一端形成有壳程介质出口；

所述组合芯体包括两个管束模块；其中一个所述管束模块设置在所述外壳体内的轴向一侧，且该管束模块与所述外壳体的轴向一侧的侧壁之间形成第一壳程介质活动空间；另一个所述管束模块设置在所述外壳体内的轴向另一侧，且该管束模块与所述外壳体的轴向另一侧的侧壁之间形成第二壳程介质活动空间；两所述管束模块之间形成第三壳程介质活动空间，所述第一壳程介质活动空间和第二壳程介质活动空间在靠近所述壳程介质进口的一端封闭，所述第三壳程介质活动空间在靠近所述壳程介质出口的一端封闭；所述第一壳程介质活动空间和第二壳程介质活动空间均与所述壳程介质出口相连通；

每所述管束模块均包括至少一个独立管束，每所述独立管束均设置有管程介质进口和管程介质出口，且每所述管程介质进口均配设有第一控制阀，每所述管程介质出口均配设有第二控制阀。

进一步的，每所述管束模块均包括由下至上依次叠设在一起的至少两个所述独立管束。

进一步的，每所述独立管束均包括若干根光管、设于所述光管上的若干片串片以及设置在所述光管的两端的管束端板；各所述串片间距分布于所述光管上；所述光管与串片之间通过机械胀接的方式贴合固定在一起；所述光管与管束端板之间通过强度胀接或者强度胀接加上焊接的方式固定在一起。

进一步的，每所述独立管束的一端均具有与所述光管的内部相连通的分程管箱，每所述独立管束的另一端均具有与所述光管的内部相连通的回流管箱；所述分程管箱与光管一端的管束端板焊接固定在一起；所述回流管箱与光管另一端的管束端板焊接固定在一起。

进一步的，每所述独立管束均具有至少两个管程流程；所述管程介质进口和管程介质出口均设置在所述分程管箱上，且所述分程管箱内设置有用于分隔管程流程的分程隔板。

进一步的，还包括管程介质输入汇总管和管程介质输出汇总管；每所述独立管束的管程介质进口均通过第一连接管道与所述管程介质输入汇总管相连接，所述第一控制阀设置在所述第一连接管道上；每所述独立管束的管程介质出口均通过第二连接管道与所述管程介质输出汇总管相连接，所述第二控制阀设置在所述第二连接管道上。

进一步的，每所述独立管束均设置有管束支撑限位框架；

所述管束支撑限位框架包括设置在所述独立管束的上下两侧的侧板以及设置在上下两侧的所述侧板之间的至少一管束支撑板；所述侧板的左右两端通过第一活动连接结构与管束端板活动连接，所述管束支撑板的上下两端通过第二活动连接结构与侧板活动连接；所述管束支撑板上开设有若干个供光管穿过的光管插孔，且所述光管插孔的孔径大于光管的外管径。

进一步的，所述第一活动连接结构包括第一紧固件以及套管；所述管束端板与侧板之间留有伸缩缝隙，所述管束端板上开设有紧固螺孔，所述侧板上在对应于所述紧固螺孔的位置处开设有套管通孔；所述套管套设于所述套管通孔内，所述第一紧固件穿过所述套管并与所述紧固螺孔螺纹连接；

所述第二活动连接结构包括固设于所述管束支撑板的端部的第二紧固件以及与所述第二紧固件配合使用的螺母，所述第二紧固件为螺杆；所述侧板上在对应于所述第二紧固件的位置处开设有锁付通孔，所述锁付通孔的外侧配设有垫片，且所述锁付通孔为长圆孔；所述管束支撑板与侧板之间通过所述第二紧固件和螺母锁付连接在一起。

进一步的，所述第一壳程介质活动空间的一端通过第一挡板封闭，所述第一挡板的外缘形成有与所述外壳体的内壁面相贴合的第一贴合部；

所述第二壳程介质活动空间的一端通过第二挡板封闭，所述第二挡板的外缘形成有与所述外壳体的内壁面相贴合的第二贴合部；

所述第三壳程介质活动空间的一端通过第三挡板封闭，所述第三挡板封闭的上端形成有与外壳体的内壁面相贴合的第三贴合部，第三挡板封闭的下端形成有与外壳体的内壁面相贴合的第四贴合部。

进一步的，所述外壳体的下部在轴向的两侧均设置有管束支撑台，所述管束模块装配在所述管束支撑台上；所述外壳体的下方设置有与外壳体的内底部相连通的壳程排液口。

通过采用本发明的上述技术方案，至少具有如下有益效果：

1、在外壳体的内部沿着轴向的两侧分布设置有管束模块，且每个管束模块均包括至少一个独立管束，每个独立管束均通过第一控制阀单独控制管程输入和通过第二控制阀单独控制管程输出；使得在具体使用的过程中，可以通过第一控制阀灵活控制输入到每个独立管束内的管程介质流量，也可以通过第二控制阀控制每个独立管束的输出；在实际使用的过程中一旦某一个独立管束出现故障，可以通过第一控制阀和第二控制阀将该独立管束关闭，同时只需适当调节增加其它独立管束的管程介质流量就能够满足换热需求，使用起来十分方便、灵活，可以减少因管束故障而停车的风险，进而减少企业因停车产生的故障成本，对于存在故障的独立管束，则可以等到设备维护周期的停车时间时再进行适当的维护或者更换管束，而不需要马上停产进行维护。

2、将多个独立管束均匀分布在外壳体内轴向的两侧，并通过第一控制阀和第二控制阀对每个独立管束进行独立控制，与现有使用多台加热器配合的方式相比，不仅能够减少占地面积，降低投资成本；而且通过独立控制每个独立管束的管程介质流量，能够更好的控制输出所需的温度，并且能够降低能耗，实现节能的目的。

3、将第一壳程介质活动空间和第二壳程介质活动空间在靠近壳程介质进口的一端封闭，将第三壳程介质活动空间在靠近壳程介质出口的一端封闭；使得在具体进行换热时，从壳程介质进口送入的壳程介质无法直接进入到第一壳程介质活动空间和第二壳程介质活动空间内，也无法从第三壳程介质活动空间直接进入到壳程介质出口，壳程介质的整个输送过程是先从壳程介质进口运动扩散至第三壳程介质活动空间，再由第三壳程介质活动空间从轴向两侧穿过整个管束模块后进入到第一壳程介质活动空间和第二壳程介质活动空间，最后经由第一壳程介质活动空间和第二壳程介质活动空间输送至壳程介质出口并排出，因此能够有效保证壳程介质与管束模块内的管程介质充分进行热交换，从而提高壳程介质的换热效果，保证输出的壳程介质能够满足实际的温度使用需求。

4、适用性极强，可适用于气体与气体、气体与液体、液体与液体等各种介质的换热；通过每个管束模块中独立管束的串联、并联和串并联组合，能够很好地满足大型设备的换热需求；同时每个独立管束都是独立控制的，能够适应逆流、多股介质、多流程等不同换热工况。

5、通过设置独立管束包括若干根光管和设置在光管上的若干片串片，由于串片对流体的扰动使边界层不断破裂，因而具有较大的换热系数；光管与串片拉胀连接、串片又很薄，具有较高的导热性；同时通过串片扩展二次表面，极大地增加了接触换热的表面积；因此能够有效提升整个串片式加热器的换热效率。

6、通过将回流管箱和分程管箱均与管束端板焊接固定在一起，能够有效降低泄漏的风险。

7、通过在侧板与管束端板之间设置第一活动连接结构，在管束支撑板与侧板之间设置第二活动连接结构，使得在具体使用时，当每个独立管束在换热的过程中因受热产生热胀力时，整个独立管束相对于侧板能够移动伸缩，每个管束支撑板相对于侧板也能够轻微地移动，从而保证受热产生的热胀力不会破坏管束支撑限位框架，从而可以减少停机维修和提高串片式加热器的使用寿命。

8、设置光管插孔的孔径大于光管的外管径，一方面可以方便通过光管插孔将光管插设到管束支撑板上，以利用管束支撑板对各光管进行支撑；另一方面能够更方便整个独立管束在热胀时的左右轻微地移动。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种流量可控的串片式加热器的内部结构示意图；

图2是本发明一种流量可控的串片式加热器的进气端的结构示意图；

图3是本发明中串片式加热器在去除端部封头时的结构示意图；

图4是本发明中一种流量可控的串片式加热器的俯视图；

图5是本发明中外壳体的端部结构示意图；

图6是图5中A部位的放大图；

图7是图5中B部位的放大图；

图8是本发明中第三挡板的结构示意图；

图9是本发明中第一挡板的结构示意图；

图10是本发明中第二挡板的结构示意图；

图11是本发明中外壳体沿着长度方向的剖视图；

图12是本发明中外壳体的俯视图；

图13是本发明中管束支撑限位框架与独立管束的装配结构示意图；

图14是本发明中第一活动连接结构的结构示意图；

图15是本发明中侧板和管束端板上的开孔结构示意图；

图16是本发明中管束支撑板与第二活动连接结构的结构示意图；

图17是本发明中管束支撑限位框架与独立管束装配后的俯视图；

图18是本发明中侧板的结构示意图；

图19是本发明中管束支撑板的结构示意图；

图20是本发明中相邻两根换热管的局部结构示意图；

图21是本发明中分程管箱的正视图；

图22是本发明中分程管箱的俯视图。

附图标记说明：

1-外壳体，11-壳程介质进口，12-壳程介质出口，13-管束支撑台，14-壳程排液口，15-人孔；

2a-组合芯体，2-管束模块，21-独立管束，211-管程介质进口，212-管程介质出口，213-第一控制阀，214-第二控制阀，215-光管，216-串片，217-管束端板，2171-紧固螺孔，218-分程管箱，2181-分程隔板，219-回流管箱；

31-第一壳程介质活动空间，32-第二壳程介质活动空间，33-第三壳程介质活动空间，34-第一挡板，341-第一贴合部，35-第二挡板，351-第二贴合部，36-第三挡板，361-第三贴合部，362-第四贴合部；

4-管程介质输入汇总管，41-第一连接管道；

5-管程介质输出汇总管，51-第二连接管道；

6-管束支撑限位框架，61-侧板，611-套管通孔，612-锁付通孔，613-第一加强部，614-第二加强部，615-第三加强部，62-管束支撑板，621-光管插孔；

7-第一活动连接结构，71-第一紧固件，711-头部，72-套管，721-扩径部，73-伸缩缝隙；

8-第二活动连接结构，81-第二紧固件，82-螺母，83-垫片；

91-第一连接件，911-第一竖直连接板，912-第一水平连接板，92-第二连接件，921-第二竖直连接板，922-第二水平连接板；

10-检测器。

【具体实施方式】

为了更好地理解本发明的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本发明的技术方案进行详细的说明。

请参阅图1至图22所示，本发明一种流量可控的串片式加热器，所述串片式加热器包括外壳体1和安装于所述外壳体1内的组合芯体2a；所述外壳体1的一端形成有壳程介质进口11，所述外壳体1的另一端形成有壳程介质出口12，所述壳程介质进口11用于壳程介质输入至外壳体1内部，所述壳程介质出口12用于输出换热后的壳程介质；

所述组合芯体2a包括两个管束模块2；其中一个所述管束模块2设置在所述外壳体1内的轴向一侧，且该管束模块2与所述外壳体1的轴向一侧的侧壁之间形成第一壳程介质活动空间31；另一个所述管束模块2设置在所述外壳体1内的轴向另一侧，且该管束模块2与所述外壳体1的轴向另一侧的侧壁之间形成第二壳程介质活动空间32；两所述管束模块2之间形成第三壳程介质活动空间33，所述第一壳程介质活动空间31和第二壳程介质活动空间32在靠近所述壳程介质进口11的一端封闭，使得从所述壳程介质进口11送入的壳程介质无法直接进入到第一壳程介质活动空间31和第二壳程介质活动空间32；所述第三壳程介质活动空间33在靠近所述壳程介质出口12的一端封闭，使得壳程介质无法从第三壳程介质活动空间33直接排出所述壳程介质出口12至；所述第一壳程介质活动空间31和第二壳程介质活动空间32均与所述壳程介质出口12相连通；

每所述管束模块2均包括至少一个独立管束21，每所述独立管束21均设置有管程介质进口211和管程介质出口212，且每所述管程介质进口211均配设有第一控制阀213，每所述管程介质出口212均配设有第二控制阀214，以通过第一控制阀213和第二控制阀214对每个独立管束21进行独立控制。通过采用本发明的上述技术方案，至少具有如下有益效果：

1、在外壳体1的内部沿着轴向的两侧分布设置有管束模块2，且每个管束模块2均包括至少一个独立管束21，每个独立管束21均通过第一控制阀213单独控制管程输入和通过第二控制阀214单独控制管程输出；使得在具体使用的过程中，可以通过第一控制阀213灵活控制输入到每个独立管束21内的管程介质流量，也可以通过第二控制阀214控制每个独立管束21的输出；在实际使用的过程中一旦某一个独立管束21出现故障，可以通过第一控制阀213和第二控制阀214将该独立管束21关闭，同时只需适当调节增加其它独立管束21的管程介质流量就能够满足换热需求，使用起来十分方便、灵活，可以减少因管束故障而停车的风险，进而减少企业因停车产生的故障成本，对于存在故障的独立管束21，则可以等到设备维护周期的停车时间时再进行适当的维护或者更换管束，而不需要马上停产进行维护。

2、将多个独立管束21均匀分布在外壳体1内轴向的两侧，并通过第一控制阀213和第二控制阀214对每个独立管束21进行独立控制，与现有使用多台加热器配合的方式相比，不仅能够减少占地面积，降低投资成本；而且通过独立控制每个独立管束21的管程介质流量，能够更好的控制输出所需的温度，并且能够降低能耗，实现节能的目的。

3、将第一壳程介质活动空间31和第二壳程介质活动空间32在靠近壳程介质进口11的一端封闭，将第三壳程介质活动空间33在靠近壳程介质出口12的一端封闭；使得在具体进行换热时，从壳程介质进口11送入的壳程介质无法直接进入到第一壳程介质活动空间31和第二壳程介质活动空间32内，也无法从第三壳程介质活动空间33直接进入到壳程介质出口12，壳程介质的整个输送过程是先从壳程介质进口11运动扩散至第三壳程介质活动空间33，再由第三壳程介质活动空间33从轴向两侧穿过整个管束模块2后进入到第一壳程介质活动空间31和第二壳程介质活动空间32，最后经由第一壳程介质活动空间31和第二壳程介质活动空间32输送至壳程介质出口12并排出，因此能够有效保证壳程介质与管束模块2内的管程介质充分进行热交换，从而提高壳程介质的换热效果，保证输出的壳程介质能够满足实际的温度使用需求。

4、适用性极强，可适用于气体与气体、气体与液体、液体与液体等各种介质的换热；通过每个管束模块2中独立管束21的串联、并联和串并联组合，能够很好地满足大型设备的换热需求；同时每个独立管束21都是独立控制的，能够适应逆流、多股介质、多流程等不同换热工况。

通过将本发明的串片式加热器应用到发酵工艺中，通过壳程介质进口11往外壳体1内输送压缩空气，通过管程介质进口211往各独立管束21内输送高温蒸汽，并利用第一控制阀213控制每个独立管束21内输入的高温蒸汽的流量，能够很好地控制将压缩空气加热到发酵工艺所需的温度。

优选地，每所述管束模块2均包括由下至上依次叠设在一起的至少两个所述独立管束21。通过设置每个管束模块2均包括至少两个独立管束21，能够保证当有一个独立管束21出现故障后，也不会导致管束模块2无法正常换热，可以保证换热效果。在具体实施时，每个管束模块2所包括的独立管束21数量可以根据实际需要进行设置，且各所述独立管束21既可以采用并联的方式由下至上叠设在一起，也可以采用串联的方式串接在一起，还可以采用串联和并联组合的方式叠设和串接在一起。

优选地，每所述独立管束21均包括若干根光管215、设于所述光管215上的若干片串片216以及设置在所述光管215的两端的管束端板217；各所述串片216间距分布于所述光管215上；所述光管215与串片216之间通过机械胀接的方式贴合固定在一起；所述光管215与管束端板217之间通过强度胀接或者强度胀接加上焊接的方式固定在一起。通过将光管215与串片216采用机械胀接的方式贴合固定在一起形成换热管，能够确保串片216的孔壁与光管215的外表面紧密接触而不受热胀冷缩影响，从而稳定了串片式加热器的高效换热；通过将光管215与管束端板217采用强度胀接或者强度胀接加上焊接的方式固定在一起，能够确保管束端板217与光管215紧密接触而不受热胀冷缩影响，也不受光管215与串片216机械拉胀工艺的影响，从而保证光管215管头的密封性。通过在光管215上设置串片216形成换热管，使得光管215具有扩展的二次传热表面(即串片216)，所以整个传热过程不仅在一次传热表面(即光管215)上进行，同时也在二次传热表面(即串片216)上进行；高温侧介质的热量除了由一次表面导入低温侧介质外，还沿串片216表面方向传递部分热量，即沿着串片方向由光管215导入热量，再将这些热量对流传递给低温侧介质；由于串片216的表面宽度大大超过了串片216的厚度，因此，沿串片216宽度方向的导热过程类似于均质细长导杆的导热；此时，串片216的热阻就不能被忽略，串片216表面的温度最高等于光管215的温度，随着串片216和低温侧介质的对流放热，串片216的温度逐渐降低。

优选地，所述光管215采用不锈钢光管，保证光管215在胀接的过程中不容易损坏。所述串片216采用铝串片、铜串片或者不锈钢串片，且所述串片216的厚度为0.2mm，以提高导热性能，同时可以使整个独立管束21更加轻巧。

请参阅图20所示，该图20表示的是相邻两根换热管的局部结构示意图，图中t表示两根换热管的中心点之间的间距，t1表示两个串片216之间的间距，t2表示串片216的厚度，d表示光管215的直径，t、t1、t2和d的具体值可以根据实际需要设定。

本发明中通过设置独立管束21包括若干根光管215和设置在光管215上的若干片串片216，使得在具体使用时至少具有如下有益效果：由于串片216对流体的扰动使边界层不断破裂，因而具有较大的换热系数；光管215与串片216拉胀连接、串片216又很薄，具有较高的导热性；同时通过串片216扩展二次表面，极大地增加了接触换热的表面积；因此能够有效提升整个串片式加热器的换热效率。

优选地，每所述独立管束21的一端均具有与所述光管215的内部相连通的分程管箱218，每所述独立管束21的另一端均具有与所述光管215的内部相连通的回流管箱219；所述分程管箱218与光管215一端的管束端板217焊接固定在一起；所述回流管箱219与光管215另一端的管束端板217焊接固定在一起。通过将回流管箱219和分程管箱218均与管束端板217焊接固定在一起，能够有效降低泄漏的风险，因为回流管箱219和分程管箱218都设置在独立管束21中，如果发生泄漏，维护将比较困难。

优选地，每所述独立管束21均具有至少两个管程流程，以提高换热效率；所述管程介质进口211和管程介质出口212均设置在所述分程管箱218上，且所述分程管箱218内设置有用于分隔管程流程的分程隔板2181。在具体实施时，当所述独立管束21具有两个管程流程时，所述分程管箱218的中间沿着竖直方向设置有分程隔板2181，所述管程介质进口211和管程介质出口212分别位于分程隔板2181的两侧，这样，管程介质在通过管程介质进口211进入至分程管箱218内后，可以通过与管程介质进口211相连通的一部分管束将管程介质输送至回流管箱219，再由与管程介质出口212相连通的另一部分管束将回流管箱219内的管程介质往回输送到分程管箱218内，并经由管程介质出口212输出；当所述独立管束21具有大于两个管程流程时，则需要通过分程隔板将回流管箱219和分程管箱218都分隔成多个独立空间，使得进入至分程管箱218内的管程介质能够在分程管箱218与回流管箱219之间往返行走多次后再通过管程介质出口212输出。

优选地，所述分程管箱218和回流管箱219均为半圆弧形结构，这样可以保证在装配的过程中不会刮伤其它结构。

优选地，所述串片式加热器还包括管程介质输入汇总管4和管程介质输出汇总管5；每所述独立管束21的管程介质进口211均通过第一连接管道41与所述管程介质输入汇总管4相连接，所述第一控制阀213设置在所述第一连接管道41上；每所述独立管束21的管程介质出口212均通过第二连接管道51与所述管程介质输出汇总管5相连接，所述第二控制阀214设置在所述第二连接管道51上。在使用时，管程介质通过管程介质输入汇总管4统一输入，再经由第一连接管道41分配到各个独立管束21上，每个独立管束21所分配的管程介质的流量通过第一控制阀213进行控制；各独立管束21换热后的管程介质通过第二连接管道51汇集到管程介质输出汇总管5上进行统一输出，每个独立管束21的输出流量通过第二控制阀214进行控制。

优选地，每所述独立管束21均设置有管束支撑限位框架6，以对独立管束21进行支撑和限位；

所述管束支撑限位框架6包括设置在所述独立管束21的上下两侧的侧板61以及设置在上下两侧的所述侧板61之间的至少一管束支撑板62，所述侧板61可以将独立管束21的上下两侧封闭住，从而保证壳程介质只能沿着独立管束21的前后方向从第三壳程介质活动空间33扩散至第一壳程介质活动空间31和第二壳程介质活动空间32；所述侧板61的左右两端通过第一活动连接结构7与管束端板217活动连接，所述管束支撑板62的上下两端通过第二活动连接结构8与侧板61活动连接；所述管束支撑板62上开设有若干个供光管215穿过的光管插孔621，且所述光管插孔621的孔径大于光管215的外管径。

本发明中通过在侧板61与管束端板217之间设置第一活动连接结构7，在管束支撑板62与侧板61之间设置第二活动连接结构8，使得在具体使用时，当每个独立管束21在换热的过程中因受热产生热胀力时，整个独立管束21相对于侧板61能够移动伸缩，每个管束支撑板62相对于侧板61也能够轻微地移动，从而保证受热产生的热胀力不会破坏管束支撑限位框架6，从而可以减少停机维修和提高串片式加热器的使用寿命。同时，设置光管插孔621的孔径大于光管215的外管径，一方面可以方便通过光管插孔621将光管215插设到管束支撑板62上，以利用管束支撑板62对各光管215进行支撑；另一方面能够更方便整个独立管束21在热胀时的左右轻微地移动。

优选地，所述第一活动连接结构7包括第一紧固件71以及套管72；所述管束端板217与侧板61之间留有伸缩缝隙73，以通过伸缩缝隙73实现伸缩移动；所述管束端板217上开设有紧固螺孔2171，所述侧板61上在对应于所述紧固螺孔2171的位置处开设有套管通孔611；所述套管72套设于所述套管通孔611内，所述第一紧固件71穿过所述套管72并与所述紧固螺孔2171螺纹连接；所述第一紧固件71为螺栓。在具体使用时，因管束端板217与侧板61之间留有伸缩缝隙73，且侧板61上设置有套管72，第一紧固件71穿过套管72与管束端板217螺接固定在一起，因此，当独立管束21在换热的过程中产生热胀时，伸缩缝隙73能够为独立管束21提供热胀的空间，即整个独立管束21和管束端板217在套管72的作用下能够沿着伸缩缝隙73进行左右轻微地伸缩移动，从而保证独立管束21产生的热胀力不会破坏管束端板217与侧板61之间的连接。

所述套管72的前端穿过所述套管通孔611并抵顶于所述管束端板217的外壁面上，所述套管72的外径等于所述套管通孔611的孔径。通过设计使套管72的外径等于套管通孔611的孔径，可以保证套管72只能沿着套管通孔611进行轴向移动，从而提高稳定性。

所述套管72的后端具有扩径部721，所述扩径部721的后端抵顶于所述第一紧固件71的头部711；所述扩径部721的外径大于所述套管通孔611的孔径，以对扩径部721起到限位作用，保证扩径部721无法穿过套管通孔611。通过使套管72的前端抵顶于管束端板217的外壁面上，使套管72的后端(即扩径部721的后端)抵顶于第一紧固件71的头部711，能够对套管72的两端进行限位，保证套管72自身无法轴向移动。

本发明在具体实施时，为了使所述侧板61的两端与管束端板217更好地结合在一起，每所述侧板61的端部均至少设置有两个所述第一活动连接结构7，例如可以在所述侧板61的端部的两侧各设置一个第一活动连接结构7，也可以在侧板61的端部的中间也设置第一活动连接结构7。

所述第二活动连接结构8包括固设于所述管束支撑板62的端部的第二紧固件81以及与所述第二紧固件81配合使用的螺母82，所述第二紧固件81为螺杆；所述侧板61上在对应于所述第二紧固件81的位置处开设有锁付通孔612，所述锁付通孔612的外侧配设有垫片83，且所述锁付通孔612为长圆孔；所述管束支撑板62与侧板61之间通过所述第二紧固件81和螺母82锁付连接在一起。因为所述锁付通孔612为长圆孔，因此在将管束支撑板62与侧板61锁付在一起后，当独立管束21受热产生热胀力时，管束支撑板62能够沿着锁付通孔612轻微地移动，从而保证管束支撑板62不会被热胀力破坏。同时，因为在具体使用时，独立管束21的上下两侧的侧板61是用于阻止壳程介质往上和往下行走，以保证壳程介质能够穿过整个独立管束21从而提高换热效果的，因此配设垫片83能够在保证管束支撑板62移动的基础上将锁付通孔612的上端封堵住，使壳程介质不会往上和往下走。

在本发明中，为了保证整个侧板61的强度，所述侧板61的边缘在长度方向上固设有第一加强部613，所述侧板61的边缘在宽度方向上固设有第二加强部614，所述侧板61的中间沿着宽度方向设置有第三加强部615。所述套管通孔611开设在所述第二加强部614上，以方便套管72的安装。在具体实施时，对于上侧的所述侧板61而言，所述第一加强部613、第二加强部614和第三加强部615位于侧板61的上表面；对于下侧的所述侧板61而言，所述第一加强部613、第二加强部614和第三加强部615位于侧板61的下表面。

优选地，所述第一壳程介质活动空间31的一端通过第一挡板34封闭，所述第一挡板34的外缘形成有与所述外壳体1的内壁面相贴合的第一贴合部341，以实现更好的密封效果，保证壳程介质无法直接进入到第一壳程介质活动空间31内；所述外壳体1的内壁面与第一贴合部341之间采用焊接的方式固定连接在一起；

所述第二壳程介质活动空间32的一端通过第二挡板35封闭，所述第二挡板35的外缘形成有与所述外壳体1的内壁面相贴合的第二贴合部351，以实现更好的密封效果，保证壳程介质无法直接进入到第二壳程介质活动空间32；所述外壳体1的内壁面与第二贴合部351之间采用焊接的方式固定连接在一起；

所述第三壳程介质活动空间33的一端通过第三挡板36封闭，所述第三挡板36封闭的上端形成有与外壳体1的内壁面相贴合的第三贴合部361，第三挡板36封闭的下端形成有与外壳体1的内壁面相贴合的第四贴合部362，以实现更好的密封效果，保证壳程介质无法直接进入到管程介质出口212；所述第三贴合部361和第四贴合部362与外壳体1的内壁面之间采用焊接的方式固定连接在一起。优选地，所述外壳体1为圆筒状壳体，所述第一贴合部341、第二贴合部351、第三贴合部361和第四贴合部362均为与外壳体1的内壁面相贴合弧形贴合部。

优选地，所述外壳体1的下部在轴向的两侧均设置有管束支撑台13，所述管束模块2装配在所述管束支撑台13上，以对管束模块2进行平稳地支撑；所述外壳体1的下方设置有与外壳体1的内底部相连通的壳程排液口14，壳程排液口14在不排液的情况下可以关闭；由于壳程介质在换热的过程中也可能会产生水滴，水滴会汇集在外壳体1的内底部，通过在外壳体1的内底部设置壳程排液口14，使得在使用时可以通过所述壳程排液口14将外壳体1内的水滴排出出去，也便于清洗时可以通过壳程排液口14将清洗水排出。

优选地，两所述管束模块2的最顶部的侧板61均通过第一连接件91与所述外壳体1的内壁相连接，以通过第一连接件91将第一壳程介质活动空间31和第二壳程介质活动空间32的顶部密封，使壳程介质无法穿过第一壳程介质活动空间31和第二壳程介质活动空间32的顶部；两所述管束模块2的最底部的侧板61均通过第二连接件92与所述外壳体1的内壁相连接，以通过第二连接件92将第一壳程介质活动空间31和第二壳程介质活动空间32的底部密封，使壳程介质无法穿过第一壳程介质活动空间31和第二壳程介质活动空间32的底部。

在具体实施时，所述第一连接件91包括第一竖直连接板911以及与所述第一竖直连接板911的下端固定连接的第一水平连接板912，所述第一竖直连接板911的上端和第一水平连接板912的外端均与外壳体1的内壁面固定连接，具体可以采用焊接的方式进行固定连接；所述第一水平连接板912的下表面与管束模块2的最顶部的侧板61固定连接，具体可以采用焊接的方式进行固定连接。

所述第二连接件92包括第二竖直连接板921以及与所述第二竖直连接板921的下端固定连接的第二水平连接板922，所述第二竖直连接板921的上端与管束模块2的最底部的侧板61固定连接，具体可以采用焊接的方式进行固定连接；所述第二水平连接板922的外端均与外壳体1的内壁面固定连接，具体可以采用焊接的方式进行固定连接；所述第二水平连接板922的下表面与管束支撑台13固定连接，具体可以采用焊接的方式进行固定连接。

优选地，所述外壳体1上设置有至少一人孔15，在具体实施时，可以在外壳体1的顶部、外壳体1的封头等位置设置人孔15，以方便在对串片式加热器进行安装和维护时，工作人员可以通过人孔15进入至外壳体1的内部。所述外壳体1上还设置有检测器10，所述检测器10可以是温度检测器、压力检测器等，以便于对外壳体1内的情况进行实时检测。

本发明的串片式加热器在具体进行换热时，介质流经的路径如下：壳程介质(压缩空气)从壳程介质进口11进入至外壳体1内，在第一挡板34和第二挡板35阻挡和引导下，壳程介质运动扩散至第三壳程介质活动空间33，再由第三壳程介质活动空间33从轴向两侧穿过整个管束模块2后进入到第一壳程介质活动空间31和第二壳程介质活动空间32，最后经由第一壳程介质活动空间31和第二壳程介质活动空间32输送至壳程介质出口12并排出；管程介质通过管程介质输入汇总管4统一输入，再经由第一连接管道41分配到各个独立管束21上，每个独立管束21所分配的管程介质的流量通过第一控制阀213进行控制；管程介质在进入至分程管箱218内后，通过与管程介质进口211相连通的一部分管束将管程介质输送至回流管箱219，再由与管程介质出口212相连通的另一部分管束将回流管箱219内的管程介质往回输送到分程管箱218内；如果独立管束21设置有大于两个管程流程的话，则管程介质在分程管箱218与回流管箱219之间来回输送达到设定的管程流程后，各独立管束21将换热后的管程介质通过第二连接管道51汇集到管程介质输出汇总管5上进行统一输出，每个独立管束21的输出流量通过第二控制阀214进行控制。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种流量可控的串片式加热器，其特征在于：包括外壳体和安装于所述外壳体内的组合芯体；所述外壳体的一端形成有壳程介质进口，所述外壳体的另一端形成有壳程介质出口；

所述组合芯体包括两个管束模块；其中一个所述管束模块设置在所述外壳体内的轴向一侧，且该管束模块与所述外壳体的轴向一侧的侧壁之间形成第一壳程介质活动空间；另一个所述管束模块设置在所述外壳体内的轴向另一侧，且该管束模块与所述外壳体的轴向另一侧的侧壁之间形成第二壳程介质活动空间；两所述管束模块之间形成第三壳程介质活动空间，所述第一壳程介质活动空间和第二壳程介质活动空间在靠近所述壳程介质进口的一端封闭，所述第三壳程介质活动空间在靠近所述壳程介质出口的一端封闭；所述第一壳程介质活动空间和第二壳程介质活动空间均与所述壳程介质出口相连通；

每所述管束模块均包括至少一个独立管束，每所述独立管束均设置有管程介质进口和管程介质出口，且每所述管程介质进口均配设有第一控制阀，每所述管程介质出口均配设有第二控制阀；

每所述管束模块均包括由下至上依次叠设在一起的至少两个所述独立管束；每所述独立管束均包括若干根光管、设于所述光管上的若干片串片以及设置在所述光管的两端的管束端板；

每所述独立管束均设置有管束支撑限位框架；所述管束支撑限位框架包括设置在所述独立管束的上下两侧的侧板以及设置在上下两侧的所述侧板之间的至少一管束支撑板；所述侧板的左右两端通过第一活动连接结构与管束端板活动连接，所述管束支撑板的上下两端通过第二活动连接结构与侧板活动连接；所述管束支撑板上开设有若干个供光管穿过的光管插孔，且所述光管插孔的孔径大于光管的外管径。

2.如权利要求1所述的一种流量可控的串片式加热器，其特征在于：各所述串片间距分布于所述光管上；所述光管与串片之间通过机械胀接的方式贴合固定在一起；所述光管与管束端板之间通过强度胀接或者强度胀接加上焊接的方式固定在一起。

3.如权利要求2所述的一种流量可控的串片式加热器，其特征在于：每所述独立管束的一端均具有与所述光管的内部相连通的分程管箱，每所述独立管束的另一端均具有与所述光管的内部相连通的回流管箱；所述分程管箱与光管一端的管束端板焊接固定在一起；所述回流管箱与光管另一端的管束端板焊接固定在一起。

4.如权利要求3所述的一种流量可控的串片式加热器，其特征在于：每所述独立管束均具有至少两个管程流程；所述管程介质进口和管程介质出口均设置在所述分程管箱上，且所述分程管箱内设置有用于分隔管程流程的分程隔板。

5.如权利要求1所述的一种流量可控的串片式加热器，其特征在于：还包括管程介质输入汇总管和管程介质输出汇总管；每所述独立管束的管程介质进口均通过第一连接管道与所述管程介质输入汇总管相连接，所述第一控制阀设置在所述第一连接管道上；每所述独立管束的管程介质出口均通过第二连接管道与所述管程介质输出汇总管相连接，所述第二控制阀设置在所述第二连接管道上。

6.如权利要求1所述的一种流量可控的串片式加热器，其特征在于：所述第一活动连接结构包括第一紧固件以及套管；所述管束端板与侧板之间留有伸缩缝隙，所述管束端板上开设有紧固螺孔，所述侧板上在对应于所述紧固螺孔的位置处开设有套管通孔；所述套管套设于所述套管通孔内，所述第一紧固件穿过所述套管并与所述紧固螺孔螺纹连接；

所述第二活动连接结构包括固设于所述管束支撑板的端部的第二紧固件以及与所述第二紧固件配合使用的螺母，所述第二紧固件为螺杆；所述侧板上在对应于所述第二紧固件的位置处开设有锁付通孔，所述锁付通孔的外侧配设有垫片，且所述锁付通孔为长圆孔；所述管束支撑板与侧板之间通过所述第二紧固件和螺母锁付连接在一起。

7.如权利要求1所述的一种流量可控的串片式加热器，其特征在于：所述第一壳程介质活动空间的一端通过第一挡板封闭，所述第一挡板的外缘形成有与所述外壳体的内壁面相贴合的第一贴合部；

所述第二壳程介质活动空间的一端通过第二挡板封闭，所述第二挡板的外缘形成有与所述外壳体的内壁面相贴合的第二贴合部；

所述第三壳程介质活动空间的一端通过第三挡板封闭，所述第三挡板封闭的上端形成有与外壳体的内壁面相贴合的第三贴合部，第三挡板封闭的下端形成有与外壳体的内壁面相贴合的第四贴合部。

8.如权利要求1-7任意一项所述的一种流量可控的串片式加热器，其特征在于：所述外壳体的下部在轴向的两侧均设置有管束支撑台，所述管束模块装配在所述管束支撑台上；所述外壳体的下方设置有与外壳体的内底部相连通的壳程排液口。