CN114459276A - 一种板翅式换热器与钢管道异种金属间的连接装置 - Google Patents
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Abstract
一种板翅式换热器与钢管道异种金属间的连接装置，它包括板翅式换热器方形的顶部和金属的方形筒体，所述方形筒体靠近板翅式换热器方形的顶部的一侧设置有方形法兰，在板翅式换热器方形的顶部设置有换热器法兰，该方形法兰的长度大于换热器的法兰长度，并在换热器法兰的外围设置有法兰连接块，该法兰连接块与换热器法兰的长度等于方形法兰的长度，并将法兰连接块与方形法兰之间以活套夹持的形式相连接，组合成了一台完整的换热器，本发明采用所提供的板翅式换热器连接装置，结构的温度水平和应力水平较低，结构的强度高、稳定性好，根据传热计算的结果，可将装置运用到400℃以上的高温下进行换热。
Description
技术领域
本发明介绍了一种板翅式换热器与钢管道异种金属间的连接装置，属于气体换热设备领域。
背景技术
在一些大截面气体换热的场合，需要用到结构紧凑的铝制或者不锈钢制的板翅式换热器作为核心换热部件。高温的气体通过方形筒体流进板翅式换热器，在换热器内换热后流出。由于制造成本和结构强度等因素，输送气流的气流管道通常是采用碳钢材料制成的，这样就必然会遇到碳钢管道与铝合金或者不锈钢的板翅式换热器连接结构的设计问题。不同金属材料间线胀系数存在差异，比如铝合金和碳钢材料之间的线胀系数在高温下相差接近两倍。在设备工作时，由于温度的升高，膨胀量的不一样会导致异种金属连接结构产生非常大的局部应力。同时，温度的升高也会令金属强度下降，最终导致结构发生破坏，无法长期稳定的安全运行。为了解决以上问题，本发明提供一种运用于板翅式换热器适用的连接装置，能够实现换热器与外围碳钢管道之间的连接，同时降低结构的局部应力，提升产品的安全性。
发明内容
本发明所解决的技术问题是在采用板翅式换热器作为大截面气流换热的单元设备时，换热器与外围管道之间需要一种连接装置，既能够解决异种金属之间连接结构的设计，又能够保证在高温下结构的安全性和使用寿命。
本发明通过以下技术方案来实现：
一种板翅式换热器与钢管道异种金属间的连接装置，它包括板翅式换热器方形的顶部和金属的方形筒体，所述方形筒体靠近板翅式换热器方形的顶部的一侧设置有方形法兰，在板翅式换热器方形的顶部设置有换热器法兰，该方形法兰的长度大于换热器的法兰长度，并在换热器法兰的外围设置有法兰连接块，该法兰连接块与换热器法兰的长度等于方形法兰的长度，并将法兰连接块与方形法兰之间以活套夹持的形式相连接，组合成了一台完整的换热器。
作为优选：所述方形筒体外侧还套设有冷却水夹套，该冷却水夹套为方形的环状空腔，在环状空腔其中一侧或相对侧分别设置有进水口和出水口，该进水口与出水口与外部供水系统实现循环供水冷却，使连接处的温度大大降低。
作为优选：所述板翅式换热器是由一个或者多个矩形的板翅式换热器芯体拼接而成的矩形状换热器，其主体材质是铝合金或不锈钢。
作为优选：所述方形筒体主体材质为碳钢。
作为优选：所述法兰连接块为长条形带多个孔的连接块或者独立的带单个孔的连接块。
本发明采用所提供的板翅式换热器连接装置，结构的温度水平和应力水平较低，结构的强度高、稳定性好，根据传热计算的结果，可将装置运用到400℃以上的高温下进行换热。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是法兰连接结构和冷却水夹套结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作详细的介绍：如图1-2所示，本发明一种板翅式换热器与钢管道异种金属间的连接装置，它包括板翅式换热器1方形的顶部和金属的方形筒体2，所述方形筒体2靠近板翅式换热器1方形的顶部的一侧设置有方形法兰4，在板翅式换热器方形的顶部设置有换热器法兰3，该方形法兰4的长度大于换热器法兰3长度，并在换热器法兰3的外围设置有法兰连接块5，该法兰连接块5与换热器法兰3的长度等于方形法兰4的长度，并将法兰连接块5与方形法兰4之间以活套夹持的形式相连接，组合成了一台完整的换热器，所述方形筒体2外侧还套设有冷却水夹套6，该冷却水夹套6为方形的环状空腔，在环状空腔其中一侧或相对侧分别设置有进水口和出水口，该进水口与出水口与外部供水系统实现循环供水冷却，使连接处的温度大大降低,所述板翅式换热器1是由一个或者多个矩形的板翅式换热器芯体拼接而成的矩形状换热器，其主体材质是铝合金或不锈钢,方形筒体2主体材质为碳钢,法兰连接块5为长条形带多个孔的连接块或者独立的带单个孔的连接块。
板翅式换热器1通常是由铝合金或者不锈钢制造而成的，而方形筒体2通常采用碳钢材质制造而成，两者之间需要有一种连接装置实现异种金属间的组合。板翅式换热器1各零部件以真空钎焊的方式组装后制造而成，其外形为方形。在方形的板翅式换热器芯体上设置方形的换热器法兰3，在外围气流流道上同样设置方形的方形法兰4，两者通过法兰连接块5以活套夹持的形式相连接，组合成了一台完整的换热器。
设备在工作过程中，高温的气体从方形筒体2流入到板翅式换热器1内部，实现换热的过程。由于温度的升高会导致金属材料强度的下降，因此设置在方形筒体2上设置了冷却水夹套6，所述的冷却水夹套是一个方形环腔，围绕方形筒体2，在冷却水夹套上设置进口和出口，设备工作过程中，冷却水在通过进口和出口与外部供水系统不停的循环，实现带走热量降低法兰连接结构温度的目的，提高密封结构的可靠性。另一方面，采用活套连接的形式可以跟随方形法兰的上下，左右热伸缩而移动，从而减小换热器法兰的局部应力，在装置工作时，换热器法兰受到的主要载荷是法兰密封面带来的摩擦力。
根据多个模型传热及强度计算分析的结果，采用所提供的板翅式换热器连接装置，结构的温度水平和应力水平较低，结构的强度高、稳定性好。根据传热计算的结果，可将装置运用到400℃以上的高温下进行换热。
Claims (5)
1.一种板翅式换热器与钢管道异种金属间的连接装置，它包括板翅式换热器方形的顶部和金属的方形筒体，其特征在于：所述方形筒体靠近板翅式换热器方形的顶部的一侧设置有方形法兰，在板翅式换热器方形的顶部设置有换热器法兰，该方形法兰的长度大于换热器的法兰长度，并在换热器法兰的外围设置有法兰连接块，该法兰连接块与换热器法兰的长度等于方形法兰的长度，并将法兰连接块与方形法兰之间以活套夹持的形式相连接，组合成了一台完整的换热器。
2.根据权利要求1所述的板翅式换热器与钢管道异种金属间的连接装置，其特征在于：所述方形筒体外侧还套设有冷却水夹套，该冷却水夹套为方形的环状空腔，在环状空腔其中一侧或相对侧分别设置有进水口和出水口，通过进水口与出水口和外部供水系统实现循环供水冷却，使连接处的温度大大降低。
3.根据权利要求1所述的板翅式换热器与钢管道异种金属间的连接装置，其特征在于：所述板翅式换热器是由一个或者多个矩形的板翅式换热器芯体拼接而成的矩形状换热器，其主体材质是铝合金或不锈钢。
4.根据权利要求1所述的板翅式换热器与钢管道异种金属间的连接装置，其特征在于：所述方形筒体主体材质为碳钢。
5.根据权利要求1所述的板翅式换热器与钢管道异种金属间的连接装置，其特征在于：所述法兰连接块为长条形带多个孔的连接块或者独立的带单个孔的连接块。
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