CN201917251U - 一种热管管壳式换热器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种热管管壳式换热器，包括管壳、开设在管壳上的流体进口和流体出口、管板、固定在管板上的换热管，管壳内形成密闭的换热腔，换热管设置在换热腔内，管板将换热腔分隔成第一换热腔、第二换热腔，换热管部分位于第一换热腔内、部分位于第二换热腔内，第一换热腔开设有第一流体入口、第一流体出口；第二换热腔开设有第二流体入口、第二流体出口，换热管为热管。本实用新型采用高效热管，改善了管壳式换热器的结构，使换热器的热管、管板、管壳与管板相连接部位不产生温差应力，可适应大温差流体间换热；双侧均采用横向冲刷，换热高效、结构简单、布置方便。

Description

一种热管管壳式换热器
技术领域
本实用新型涉及一种管壳式换热器，特别是涉及一种热管管壳式换热器。
背景技术
管壳式换热器广泛用于电力、化工、炼油等行业，约占换热器总量的70%。目前，大多数的管壳式换热器的结构包括：管箱、管壳、管板、换热管、流体进出口等。其中：换热管两端穿过并密封连接到两块管板之间，两个管箱分别密封连接到两个管板上（在管板末连接换热管的一侧）。管壳布置在换热管外侧、两个管板之间，并与两块管板、换热管共同形成密封的换热腔。需要换热的一种流体从一个管箱上的进口进入，经管箱空间进入与管板连接的换热管内侧，流体纵向冲刷换热管内侧，经换热管的换热后进入另一侧的管箱，再经管箱空间及与管箱相连的流体出口排出。需要换热的另一股流体，经与管壳连接的流体进口进入管壳，并冲刷换热管外侧进行换热，然后经与管壳连接的流体出口排出管壳。
以上传统结构的管壳式换热器，在实际应用中，当需要换热的冷热流体温度差别较大时，会造成管壳与换热管运行温度相差较大，而这个较大的温差（一般取100℃）使同时密封连接于两块管板的管壳、换热管长度膨胀不一致，因此会在管壳材料内部、换热管材料内部、管板材料内部、管壳与管板连接材料内部、换热管与管板连接材料内部产生内应力，这个内应力达到一定程度时会导致材料破坏或者塑性变形，造成换热器严重事故或者降低换热器寿命。同时，需要换热的流体，一侧是横向冲刷换热、一侧则是纵向换热，因纵向换热传热效率较低，使换热器总的换热效率较低。
发明内容
本实用新型提供一种可适应大温差流体间换热而无温差热应力、双侧均采用高效换热的横向冲刷、结构简单、布置方便、高效的热管管壳式换热器。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种热管管壳式换热器，包括管壳、开设在所述的管壳上的流体进口和流体出口、管板、固定在所述的管板上的换热管，所述的管壳内形成密闭的换热腔，所述的换热管设置在所述的换热腔内，所述的管板将所述的换热腔分隔成第一换热腔、第二换热腔，所述的换热管部分位于所述的第一换热腔内、部分位于所述的第二换热腔内，所述的第一换热腔开设有第一流体入口、第一流体出口；所述的第二换热腔开设有第二流体入口、第二流体出口，所述的换热管由热管构成。
优选地，所述的管板将所述的管壳分割成第一管壳、第二管壳，所述的第一管壳与管板构成所述的第一换热腔，所述的第二管壳与管板构成所述的第二换热腔。
进一步优选地，所述的管板平均的分割所述的管壳。
优选地，所述的管板固定在所述的换热管的中部。
优选地，所述的第一流体入口、第二流体入口；第一流体出口、第二流体出口的开口方向与所述的换热管的排列方向相垂直。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
本实用新型采用高效热管，改善了管壳式换热器的结构，使换热器的热管、管板、管壳与管板相连接部位不产生温差应力，可适应大温差流体间换热；双侧均采用横向冲刷，换热高效、结构简单、布置方便。
附图说明
附图1为本实用新型的结构示意图。
其中：1、热管；2、第一流体入口；3、管板密封；4、第二流体出口；5、第一管壳；6、第二流体入口；7、管板；8、第一流体出口；9、第二管壳；10、第一换热腔；11、第二换热腔。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
如图1所示的一种热管管壳式换热器，包括管壳、开设在管壳上的流体进口和流体出口、管板7、固定在管板7上的换热管。其中，换热管采用热管1。热管是一种高效节能的传热元件，其导热系数可达105 W/m·℃的数量级，为一般金属材料的数百倍乃至上千倍，它可将大量热量通过很小的截面积远距离地传输而无需外加动力，具有导热性能好、结构简单、工作可靠、温度均匀等优良性能。
管板7将管壳分割成第一管壳5、第二管壳9，第一管壳5与管板7构成第一换热腔10，第二管壳9与管板7构成第二换热腔11，并且第一管壳5、第二管壳9与管板7通过管板密封3相密封连接。管板7均匀的分割管壳，同时由于管板7固定在热管1中部，使热管1的一半位于第一换热腔10内、热管1的另一半位于第二换热腔11内。在第一换热腔10上开设有第一流体入口2、第一流体出口8；在第二换热腔11上开设有第二流体入口6、第二流体出口4，并且第一流体入口2、第一流体出口8、第二流体入口6、第二流体出口4的开口方向与热管1的排列方向相垂直。
以下具体阐述下本实施例的操作方法：
两个换热腔可以分别对不同热量的流体进行热交换。现以热流体和冷流体为例：热流体从第二流体入口6进入第二换热腔11，横向冲刷热管1的下部，并把热量换递给热管1，热管1通过自身高效的传热性能，下部吸收的热量迅速地、高效地传到上部，放出热量的热流体经第二流体出口4流出第二换热腔11；冷流体经第一流体入口2进入第一换热腔10，横向冲刷热管1的上部，经热管1加温后，经第一流体出口8流出第一换热腔10，这样，完成了冷、热流体的热交换。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1. 一种热管管壳式换热器，包括管壳、开设在所述的管壳上的流体进口和流体出口、管板、固定在所述的管板上的换热管，所述的管壳内形成密闭的换热腔，所述的换热管设置在所述的换热腔内，其特征在于：所述的管板将所述的换热腔分隔成第一换热腔、第二换热腔，所述的换热管部分位于所述的第一换热腔内、部分位于所述的第二换热腔内，所述的第一换热腔开设有第一流体入口、第一流体出口；所述的第二换热腔开设有第二流体入口、第二流体出口，所述的换热管由热管构成。
2. 根据权利要求1所述的一种热管管壳式换热器，其特征在于：所述的管板将所述的管壳分割成第一管壳、第二管壳，所述的第一管壳与管板构成所述的第一换热腔，所述的第二管壳与管板构成所述的第二换热腔。
3. 根据权利要求2所述的一种热管管壳式换热器，其特征在于：所述的管板平均的分割所述的管壳。
4. 根据权利要求1所述的一种热管管壳式换热器，其特征在于：所述的管板固定在所述的换热管的中部。
5. 根据权利要求1所述的一种热管管壳式换热器，其特征在于：所述的第一流体入口、第二流体入口；第一流体出口、第二流体出口的开口方向与所述的换热管的排列方向相垂直。
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CN103528410A (zh) * 2013-10-31 2014-01-22 中国石油大学(华东) 一种重力热管式金属泡沫平板换热器
GB2516759A (en) * 2013-06-28 2015-02-04 Hamilton Sundstrand Corp Fuel oil exchanger utilizing heat pipes

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