CN1162734A - 热交换器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种特别用于化学工业中的余热利用的热交换器，其端部孔中至少具有密封地固定在一管板中由铁材料制成的热交换管，这些热交换管设置在一有冷介质流过的热交换器外壳中。为了防止由铁材料制成的热交换管(3)的脆化，至少在热交换管(3)的高温区域设有由例如铬镍钢的抗脆性材料制成的防护管(6)，它通过管板(4)区域中的液压扩口固定在热交换管(3)中。
Description
本发明涉及一种特别用于化学工业中的余热利用的热交换器，其端部孔中至少具有压力密封地固定在一管板中由铁材料制成的热交换管，这些热交换管设置在一有冷介质流过的热交换器外壳中。
这种热交换器有铁制管材脆化的危险，因为在管中流动着气态介质，例如温度高于350℃的含氮气体。
本发明的目的是防止这种热交换器的铁制热交换管的脆化。
为实现上述目的，本发明的特征在于，至少在热交换管的高温区域设有由例如铬镍钢的抗脆性材料制成的防护管，它通过管板区域中的液压扩口固定在热交换管中。
通过至少在热交换管内部的高温部分设置由例如铬镍钢的抗脆性材料制成的防护管，可防止发热介质的气体分子扩散到热交换管的铁材料中，从而有效地防止脆化。通过防护管在管板部分中的液压扩口将其固定在各热交换管中是一种简单而有效的方法。
热交换管也可以一种已知的方法通过液压扩口固定在管板中。这样不需给根据本发明的一个特征的热交换管的前端与管板连接的密封焊缝施加轴向管力，就可实现热交换管在管板中的可靠固定。
根据本发明的一个优选实施例，防护管在热交换管的液压扩口部分液压扩张，因而热交换管和防护管的扩张可同时或先后进行。
为了防止热交换器的管板在热交换器的流入和流出期间受到热冲击负荷，本发明进一步提出，各防护管的入口部分设有附加的外面装有一绝热材料的由例如铬镍钢的抗脆性材料制成的插入管，绝热材料至少沿管板的厚度轴向延伸，管板通过液压扩口固定在防护管上。这样除了防止热交换管的脆化，还能防止管板受到热冲击负荷，因而，通过管板外的液压扩口可确保插入管固定在防护管上，不需在防护管和插入管之间加上抗负荷的绝热材料。
在一个优选实施例中，防护管和插入管沿流入方向从管板和热交换管伸出，并且其端部特别是通过焊接固定在进气聚集器的中间板上。这样可保护管板不受过高的温度负荷。
管板可以已知的方式沿流入方向设有一由例如铬镍钢的抗脆化材料制成的包覆金属，这样可避免管板的直接进气以及热气体脆化。
附图中示出根据本发明的热交换器的两个实施例，其中：
图1为一个完整的热交换器的示意图；
图2为通过一个压力密封地固定在管板中的热交换管的截面视图，示出第一个实施例；
图3为与图2相应的示出第二个实施例的截面图。
在图1中示意示出的，例如用于在化学工业中利用余热的热交换器包括一气体管道1，通过该管道将例如温度为480℃的含氮气体Gh引入一进气聚集器2中。这种热的气体Gh从该进气聚集器2到达热交换管3中，在该实施例中热交换管3为U形并且其两端密封地固定在一管板4中。该热交换管3由一外壳5包围，而该外壳装有图中未示出的连接器，用于供给和排出从热气体Gh中吸取热量的介质。
在本实施例中，热交换管3的流入侧端部3a从管板4上突出并密封地固定在进气聚集器2的一个用作管板4的中间板2a的壁中，因而热气体Gh从进气聚集器2流入热交换管3的端部3a。热气体Gh流过设置在外壳5中的热交换管3的过程中失去热量，从而在该优选实施例中气体例如以330℃的温度离开在管板4下侧结束的热交换管3。该冷却了的气体Gk在图1中用一箭头表示。
为了防止由铁材料制成的热交换管3特别是由于高温而产生的脆化，在图2和3所示的两个实施例中，在每个热交换管3的高温区域设置一防护管6，防护管由例如铬镍钢的抗脆性材料制成。这些防护管6在各热交换管3中通过液压扩口固定在管板4的区域中。在该两个实施例中，热交换管3也是根据管板4的孔的环行间隙通过液压扩口固定在其中。这样在热交换管3内部形成的环形凹槽可用于防护管6的液压扩口。热交换管3和防护管6的液压扩口在时间上可先后或同时进行。
通过设置在热交换管3内高温区域的由抗脆性材料制成的防护管6可防止发热介质，特别是含氮气体的气体分子扩散到热交换管3的铁材料中，从而可有效地防止脆化。防护管6的长度基本上取决于沿热交换管3轴向的温度变化以及热交换管3的冷却强度。图中所示实施例中的冷却强度使得防护管6只沿流出方向从管板4略微轴向伸出。
在图2所示的实施例中，防护管6在流入侧从管板4伸出。如图2所示，防护管6的这些流出端6a密封地固定在中间板2a中，该中间板如图1所示可以是进气聚集器2的一部分。在该实施例中防护管6在中间板2a中的固定是通过一焊缝7实现的。
为了防止管板4的未冷却表面的不希望有的脆化，可沿流入方向在管板4上设置一包覆金属4a。在该实施例中这种金属是可焊接的铁材料，从而可以在包覆金属4a和各热交换管3的端面之间形成密封焊缝8。由于热交换管3通过液压扩口固定在管板4中，从而可减轻特别是良好密封的密封焊缝8所受的轴向压力。
在图3所示的第二实施例中，各防护管6的入口部分设有附加的外面装有一绝热材料9的插入管10，它也是由抗脆性材料制成的。设在里面的插入管10和外面的防护管6之间的绝热材料9防止流入和流出过程中的热冲击负荷。该绝热材料9至少沿相当于管板4的厚度的轴向长度延伸。为了防止灵敏的绝热材料9的损坏，可通过管板4外的液压扩口，即通过插入管10和防护管6之间没有中间绝热材料9而相互直接接触的部分中的扩口将各插入管10固定在防护管6上。
在图3所示的第二实施例中，管板4沿流入方向也设有一包覆金属4a，该包覆金属和热交换管3之间总是有一密封焊缝8。除了防护管6之外，插入管10也从管板4伸出，因此，在该实施例中，锥形扩展的插入管10通过焊缝7固定在进气聚集器2的中间板2a上。
Claims (8)
1.热交换器，特别用于化学工业中的余热利用，其端部孔中至少具有密封地固定在一管板中由铁材料制成的热交换管，这些热交换管设置在一有冷介质流过的热交换器外壳中，其特征在于，至少在热交换管(3)的高温区域设有由例如铬镍钢的抗脆性材料制成的防护管(6)，它通过管板(4)区域中的液压扩口固定在热交换管(3)中。
2.根据权利要求1的热交换器，其特征在于，热交换管(3)通过液压扩口固定在管板(4)中。
3.根据权利要求1或2的热交换器，其特征在于，热交换管(3)的端部通过一密封焊缝(8)与管板(4)相连。
4.根据权利要求1至3之一的热交换器，其特征在于，防护管(6)在热交换管(3)的液压扩口区域液压扩张。
5.根据权利要求1至4之一的热交换器，其特征在于，各防护管(6)的入口部分设有附加的外面装有一绝热材料(9)的由例如铬镍钢的抗脆性材料制成的插入管(10)，它在管板(4)之外通过液压扩口固定在防护管(6)上。
6.根据权利要求5的热交换器，其特征在于，绝热材料至少具有与管板(4)的厚度相对应的轴向厚度。
7.根据权利要求1-6之一的热交换器，其特征在于，防护管(6)和插入管(10)沿流入方向从管板(4)和热交换管(3)伸出，并以该端部固定在进气聚集器(2)的中间板(2a)上。
8.根据权利要求1-7之一的热交换器，其特征在于，管板(4)沿流入方向设有一包覆金属(4a)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 96123150 CN1162734A (zh) | 1995-12-23 | 1996-12-20 | 热交换器 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19548688.9 | 1995-12-23 | ||
| CN 96123150 CN1162734A (zh) | 1995-12-23 | 1996-12-20 | 热交换器 |
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| CN1162734A true CN1162734A (zh) | 1997-10-22 |
Family
ID=5127588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 96123150 Pending CN1162734A (zh) | 1995-12-23 | 1996-12-20 | 热交换器 |
Country Status (1)
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|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101004339B (zh) * | 2006-01-16 | 2010-11-17 | 三洋电机株式会社 | 热交换器 |
| CN107643007A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-01-30 | 苏州海陆重工股份有限公司 | 高炉煤气换热器中的换热管机构 |
| CN110057210A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-07-26 | 燕河能源技术(北京)股份有限公司 | 一种污水源换热器 |
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1996
- 1996-12-20 CN CN 96123150 patent/CN1162734A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN101004339B (zh) * | 2006-01-16 | 2010-11-17 | 三洋电机株式会社 | 热交换器 |
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| CN107643007B (zh) * | 2017-09-30 | 2024-02-23 | 苏州海陆重工股份有限公司 | 高炉煤气换热器中的换热管机构 |
| CN110057210A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-07-26 | 燕河能源技术(北京)股份有限公司 | 一种污水源换热器 |
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