CN115823914A - 换热器 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供一种换热器，其包括：低温流体管路；低温流体管路筒体；换热管、换热管筒体、第一管板以及第二管板，换热管设置于换热管筒体内，并设置于低温流体管路筒体外；换热管的上端和下端分别固定于第一管板和第二管板；壳体，换热管筒体设置于壳体内；壳体设置有低温流体出口；壳体设置有高温流体进口，壳体与换热管筒体之间形成高温流体通道，换热管筒体上端形成有进口以及换热管筒体下端形成有出口，壳体设置有高温流体出口，从换热管筒体的出口流出的高温流体从高温流体出口流出换热器。本发明的实施例提供的换热器，能够实现立式布置，节省换热器布置所需的空间，同时还有利于与换热器连接的工艺管道的布置。

Description

换热器

技术领域

本发明的实施例涉及核电领域，具体涉及一种换热器。

背景技术

换热器是核电厂房中的重要设备，换热器用于将热量从一个回路传递到另一个回路。

核电厂房的尺寸越小，安全性就越高，因此，需要一种能够节省布置空间的换热器。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的实施例提供一种换热器，其包括：低温流体管路，低温流体通过低温流体管路进入换热器，低温流体沿着换热器竖直方向从上向下流动；低温流体管路筒体，低温流体管路设置于低温流体管路筒体内；换热管、换热管筒体、第一管板以及第二管板，换热管设置于换热管筒体内，并设置于低温流体管路筒体外；第一管板和第二管板设置于换热管筒体的沿换热器竖直方向的上方以及下方，换热管的上端和下端分别固定于第一管板和第二管板；第二管板与换热管筒体的一部分构成低温流体进入腔，低温流体从低温流体管路流入到低温流体进入腔；进入到低温流体进入腔的低温流体通过第二管板上的换热管的下端进入到换热管，壳体，换热管筒体设置于壳体内，并且两者之间具有间隙；第一管板、低温流体管路的外壁的一部分以及壳体的一部分构成低温流体流出腔，低温流体经设置于第一管板的换热管的上端从换热管流出，进入到低温流体流出腔，壳体设置有低温流体出口，进入到低温流体流出腔的低温流体经低温流体出口流出换热器；壳体设置有高温流体进口，高温流体通过高温流体进口进入到换热器，壳体与换热管筒体之间形成高温流体通道，换热管筒体上端形成有进口以及换热管筒体下端形成有出口，高温流体通过进口进入到换热管筒体，并沿着换热管从上向下流动，高温流体通过出口流出换热管筒体，壳体设置有高温流体出口，从换热管筒体的出口流出的高温流体从高温流体出口流出换热器。

本发明的实施例提供的换热器，能够实现立式布置，节省换热器布置所需的空间，同时还有利于与换热器连接的工艺管道的布置。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的换热器的示意图。

需要说明的是，附图不一定按比例绘制，其仅以不影响本领域技术人员理解的示意性方式示出。

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。

需要说明的是，除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。若全文中涉及“第一”、“第二”等描述，则该“第一”、“第二”等描述仅用于区别类似的对象，而不能理解为指示或暗示其相对重要性、先后次序或者隐含指明所指示的技术特征的数量，应该理解为“第一”、“第二”等描述的数据在适当情况下可以互换。若全文中出现“和/或”，其含义为包括三个并列方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。此外，为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“上方”“下方”“顶部”“底部”等，仅用来描述如图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系，应当理解为也包含除了图中所示的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

参见图1，本发明的实施例提供一种换热器，其包括：低温流体管路11，低温流体通过低温流体管路11进入换热器，低温流体沿着换热器竖直方向从上向下流动；低温流体管路筒体12，低温流体管路11设置于低温流体管路筒体12内；换热管13、换热管筒体14、第一管板15以及第二管板16，换热管13设置于换热管筒体14内，并设置于低温流体管路筒体12外；第一管板15和第二管板16设置于换热管筒体14的沿换热器竖直方向的上方以及下方，换热管13的上端和下端分别固定于第一管板15和第二管板16；第二管板16与换热管筒体14的一部分构成低温流体进入腔101，低温流体从低温流体管路11流入到低温流体进入腔101；进入到低温流体进入腔101的低温流体通过第二管板16上的换热管13的下端进入到换热管13，壳体20，换热管筒体14设置于壳体20内，并且两者之间具有间隙；第一管板15、低温流体管路11的外壁的一部分以及壳体20的一部分构成低温流体流出腔102，低温流体经设置于第一管板15的换热管13的上端从换热管13流出，进入到低温流体流出腔102，壳体20设置有低温流体出口21，进入到低温流体流出腔102的低温流体经低温流体出口21流出换热器；壳体20设置有高温流体进口22，高温流体通过高温流体进口22进入到换热器，壳体20与换热管筒体14之间形成高温流体通道，换热管筒体14上端形成有进口141以及换热管筒体14下端形成有出口142，高温流体通过进口141进入到换热管筒体14，并沿着换热管13从上向下流动，高温流体通过出口142流出换热管筒体14，壳体20设置有高温流体出口23，从换热管筒体14的出口142流出的高温流体从高温流体出口23流出换热器。

本发明的实施例提供的换热器，能够实现立式布置，节省换热器布置所需的空间，同时还有利于与换热器连接的工艺管道的布置。

换热器是高温流体和低温流体进行热交换的场所，下面结合高温流体和低温流体在换热器内的流动来对本发明的实施例提供的换热器的结构进行更为详细的说明。

低温流体可以是液态介质或气态介质，低温流体通过低温流体管路11进入换热器。换热器的竖直方向即为当换热器布置在核电厂房中时沿重力方向延伸的方向。

低温流体管路11设置在换热器的低温流体管路筒体12中，低温流体管路11可以与低温流体管路筒体12共轴设置，换热器可以立式布置以实现低温流体管路11与水平面垂直，以使低温流体沿着换热器的竖直方向从上向下流动。

换热器还包括换热管13、换热管筒体14、第一管板15以及第二管板16。换热管13设置在换热管筒体14内部，并设置于低温流体管路筒体12外，也就是说，换热管13设置在换热管筒体14和低温流体管路筒体12之间的空间中。

换热管筒体14和低温流体管路筒体12可以共轴设置，换热管筒体14的上方和下方分别设置有第一管板15以及第二管板16。具体地，换热管筒体14的上端设置有第一管板15，换热管筒体14的上端和低温流体管路筒体12的上端通过第一管板15连接；换热管筒体14的下方设置有第二管板16，换热管筒体14的下方和低温流体管路筒体12的下端通过第二管板16连接。换热管筒体14和低温流体管路筒体12之间的空间被第一管板15和第二管板16封闭，以形成完整的用于容纳换热管13的空间。换热管13固定在第一管板15以及第二管板16之间，并穿透第一管板15和第二管板16，以连通第一管板15上方以及第二管板16下方的空间，换热管13可以与第一管板15以及第二管板16通过焊接或胀结结合的方式连接。

第二管板16设置在换热管筒体14的下方，并与换热管筒体14的下端相距一定距离，换热管筒体14的下端为盲端，这样，第二管板16和换热管筒体14的下端可以形成低温流体进入腔101。低温流体管路11从换热器的顶部延伸至低温流体进入腔101并与低温流体进入腔101相通，以使低温流体能够从换热器的顶部流至位于换热器底部的低温流体进入腔101中。

换热管13穿过第二管板16并与低温流体进入腔101连通，低温流体进入腔101内的低温流体可以流入换热管13中，在换热管13内与换热管13外部的高温流体完成换热。

换热器还包括壳体20，壳体20设置在换热器的外部并作为换热器的外壳。换热管筒体14设置在壳体20内，换热管筒体14可以与壳体20共轴设置，换热管筒体14与壳体20之间具有间隙，该间隙可以作为流体通过的流道。

第一管板15、低温流体管路11的外壁的一部分以及壳体20的一部分构成低温流体流出腔102。低温流体管路11穿过低温流体流出腔102进入到低温流体管路筒体12中。换热管13穿过第一管板15并与低温流体流出腔102相通，低温流体可以从换热管13流入低温流体流出腔102中。壳体20还设置有低温流体出口21，低温流体出口21与低温流体流出腔102相通，进入到低温流体流出腔102的低温流体经低温流体出口21流出换热器。

以上为低温流体在换热器中的流动过程，下面介绍高温流体在换热器中的流动过程。

高温流体可以是反应堆一回路中的冷却剂。壳体20设置有高温流体进口22，高温流体通过高温流体进口22进入到换热器。高温流体进口22可以设置在壳体20的中部，换热管筒体14与壳体20共轴设置，换热管筒体14的直径可以小于壳体20的直径，以在壳体20与换热管筒体14之间形成环形间隙，壳体20与换热管筒体14之间的环形间隙形成高温流体通道，高温流体通过高温流体进口22进入到高温流体通道中。

换热管筒体14上端形成有进口141，换热管筒体14下端形成有出口142，高温流体通过进口141进入到换热管筒体14中，并在换热管筒体14中沿着换热管13从上向下流动，高温流体通过出口142流出换热管筒体14，高温流体与低温流体逆流换热，提高了换热效率。壳体20还设置有高温流体出口23，从换热管筒体14的出口142流出的高温流体从高温流体出口23流出换热器。

在一些实施例中，换热器还包括流体分配装置，流体分配装置设置于换热管筒体14上端形成的进口141处。流体分配装置可以使流入换热管筒体14的高温流体流量分配均匀。

在一些实施例中，换热器还包括排液管30，排液管30设置于低温流体管路11内。排液管30用于在换热器检修时，排出低温流体进入腔101内的流体。低温流体管路11与低温流体进入腔101相通，但是低温流体管路11的管口距离低温流体进入腔101的底壁较远，因此，排液管30的管口设置成靠近低温流体进入腔101的底壁，以排出低温流体进入腔101内的流体。

在一些实施例中，换热器还包括多个第一支撑件40，多个第一支撑件40设置于低温流体管路11内，其设置成为排液管30提供支撑。排液管30可以共轴设置于低温流体管路11的管腔内，因此，需要设置多个第一支撑件40将排液管30固定在低温流体管路11的管腔中。第一支撑件40为排液管30提供支撑，并保持排液管30与低温流体管路11的内壁的间距。

在一些实施例中，换热器还包括多个第二支撑件50，多个第二支撑件50设置于换热管筒体14内，并设置成为换热管13提供支撑。第二支撑件50可以由平板带和波纹带组成，第二支撑件50可以减少传热管的振动。

在一些实施例中，高温流体通道设置有密封60，高温流体通道被分隔成两个部分，其中，进入到换热器的高温流体与将流出换热器的高温流体被分隔于两个部分之一。具体地，高温流体通道被分隔成上下两个部分，高温流体从高温流体通道的上半部分通过进口141流入换热管筒体14，在换热管筒体14中与换热管13内的低温流体换热，换热后的高温流体从换热管筒体14中通过出口142流入高温流体通道的下半部分，并沿高温流体通道的下半部分流至高温流体出口23，最终通过高温流体出口23流出换热器。

在一些实施例中，密封60固定连接于换热管筒体14，并且密封60与壳体20不固定连接，以及密封60设置成能够承受热变形的结构。通过这种设置，可以在确保密封60密封性的情况下允许换热管筒体14和壳体20之间产生较大的热位移。在一些实施例中，密封60可以为波纹管结构。

在一些实施例中，低温流体管路11和低温流体管路筒体12布置成轴线重合，即，低温流体管路11和低温流体管路筒体12共轴设置。在一些实施例中，低温流体管路11与低温流体管路筒体12之间设置有迷宫密封。低温流体管路11与低温流体管路筒体12可能存在较大的温差，通过这种设置方式，可以在确保密封性的情况下，允许低温流体管路11与低温流体管路筒体12之间发生热位移。

在一些实施例中，低温流体管路11为双层管路结构，低温流体管路11包括外管和内管，外管形成低温流体管路11的外壁，内管形成低温流体管路11的内壁。内管的上部设置有波纹管，以缓解由于温差导致的热膨胀。

在一些实施例中，换热器还包括排气管，排气管设置在壳体20的上部，排气管用于在充入高温流体时将高温流体通道中的气体排出。换热器还包括液位计，液位计用于监测液位。

换热器可以通过环形支架吊装在环形预埋支承上，并通过螺栓与环形预埋支承固定连接。

对于本发明的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种换热器，其包括：

低温流体管路，低温流体通过所述低温流体管路进入所述换热器，所述低温流体沿着所述换热器竖直方向从上向下流动；

低温流体管路筒体，所述低温流体管路设置于所述低温流体管路筒体内；

换热管、换热管筒体、第一管板以及第二管板，所述换热管设置于所述换热管筒体内，并设置于所述低温流体管路筒体外；

所述第一管板和所述第二管板设置于所述换热管筒体的沿所述换热器竖直方向的上方以及下方，所述换热管的上端和下端分别固定于所述第一管板和所述第二管板；

所述第二管板与所述换热管筒体的一部分构成低温流体进入腔，所述低温流体从所述低温流体管路流入到所述低温流体进入腔；

进入到所述低温流体进入腔的低温流体通过所述第二管板上的所述换热管的下端进入到所述换热管，

壳体，所述换热管筒体设置于所述壳体内，并且两者之间具有间隙；

所述第一管板、所述低温流体管路的外壁的一部分以及所述壳体的一部分构成低温流体流出腔，所述低温流体经设置于所述第一管板的所述换热管的上端从所述换热管流出，进入到所述低温流体流出腔，

所述壳体设置有低温流体出口，进入到所述低温流体流出腔的低温流体经所述低温流体出口流出所述换热器；

所述壳体设置有高温流体进口，高温流体通过所述高温流体进口进入到所述换热器，

所述壳体与所述换热管筒体之间形成高温流体通道，

所述换热管筒体上端形成有进口以及所述换热管筒体下端形成有出口，所述高温流体通过所述进口进入到所述换热管筒体，并沿着所述换热管从上向下流动，所述高温流体通过所述出口流出到所述换热管筒体，

所述壳体设置有高温流体出口，从所述换热管筒体的出口流出的高温流体从所述高温流体出口流出所述换热器。

2.根据权利要求1所述的换热器，其中，

还包括流体分配装置，所述流体分配装置设置于所述换热管筒体上端形成的所述进口处。

3.根据权利要求1所述的换热器，其中，

还包括排液管，所述排液管设置于所述低温流体管路内。

4.根据权利要求3所述的换热器，其中，

还包括多个第一支撑件，所述多个第一支撑件设置于所述低温流体管路内，其设置成为所述排液管提供支撑。

5.根据权利要求1所述的换热器，其中，

还包括多个第二支撑件，所述多个第二支撑件设置于所述换热管筒体内，并设置成为所述换热管提供支撑。

6.根据权利要求1所述的换热器，其中，

所述高温流体通道设置有密封，所述高温流体通道被分隔成两个部分，其中，进入到所述换热器的高温流体与将流出所述换热器的高温流体被分隔于所述两个部分之一。

7.根据权利要求6所述的换热器，其中，

所述密封固定连接于所述换热管筒体，并且所述密封与所述壳体不固定连接，以及所述密封设置成能够承受热变形的结构。

8.根据权利要求7所述的换热器，其中，

所述密封为波纹管结构。

9.根据权利要求1所述的换热器，其中，

所述低温流体管路和所述低温流体管路筒体布置成轴线重合。

10.根据权利要求1所述的换热器，其中，

所述低温流体管路与所述低温流体管路筒体之间设置有迷宫密封。

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