CN202547444U - 壳管式蒸汽热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型关于一种壳管式蒸汽热交换器包括一管壳及分别设于该管壳两端的一前端盖与一后端盖，该管壳上设有可供沿轴向架设多个热传管的二管板、一连通该管壳的流入口的输送管、及一沿轴向设于该管壳中的喷流管。通过将该喷流管配置于该管壳的底部或顶部，可使该管壳内的壳侧流体朝一特定方向流动，使各热传管有效用于进行热交换的面积可固定于同一面并提高其比率，从而提升此壳管式蒸汽热交换器的热交换效果，同时，除了不会在该管壳内产生会阻碍热传导的空气膜，也不会因为与该隔板冲撞而造成流向混乱，因此可确保该壳侧流体与热传管间有良好的热传导效率。

Description

壳管式蒸汽热交换器

技术领域

本实用新型关于一种具有良好的热交换效率的壳管式蒸汽热交换器。

背景技术

参见图6及7所示，现有技术的壳管式热交换器90包括一中空管壳91、一前端盖92、一后端盖93及一安全阀95。

该管壳91具有一前开口端与一后开口端，并形成有一流入口911、一流出口912与一凝结水排出口917，该凝结水排出口917通过管路连接一蒸汽却水器94，另于该管壳91上设有二个管板913、多个上隔板914、多个下隔板915与多根热传管916，该管板913与该管壳10的管口大小相配合且分别固设在该管壳91的前开口端与后开口端处，每一管板913上间隔形成有多个穿孔，该上、下隔板914、915呈半月形，其相互交错地间隔排列设置于该两个管板913之间，其中，该上隔板914设于对应管壳91顶部处，该下隔板915设于对应管壳91底部处，从而将该管壳91的内部隔成弯折的流道，每一上、下隔板914、915上间隔形成有多个穿孔，该热传管916贯穿该管板913与上、下隔板914、915之穿孔，从而沿轴向架设在该管壳91内部。

该前端盖92固设于该管壳91的前端开口处，并设有一流入口921，该后端盖93固设于该管壳91的后端开口处，并形成有一流出口931，该安全阀95装设在该管壳91上，可监测并随时控制该管壳91内的流体压力。

上述现有技术的壳管式热交换器在运作时，一待加热或降温的管侧流体由该前端盖92的流入口921流入，再分流至各热传管916中，最后再由该后端盖93的流出口931流出该壳管式热交换器；一壳侧流体，例如蒸汽或冷却水，则是由该管壳91的流入口911流入，接着顺着该上、下隔板914、915之间所形成的弯折流道在该管壳91内上、下流动，使得在该管壳91内流动的壳侧流体与在各热传管916内流动的管侧流体进行热交换，最后该壳侧流体再由该管壳91的流出口912流出，而蒸汽所产生的凝结水则由该管壳91的凝结水排出口917排至蒸汽却水器94内。

然而，以输入该管壳91的壳侧流体为蒸汽，而欲对该热传管916内的管侧流体加热来说，配合参见图8所示，当该蒸汽顺着该管壳91内的通道流动时，除了其往上或往下流动会导致不断变换该热传管916的上半部或下半部作为迎热面之外，在每一次变换流向时蒸汽还会朝该管壳91的流出口912方向横向流动，使得该壳侧流体冲撞该上隔板914或下隔板915，造成流向混乱，影响该壳侧流体与热传管916间的热传导效果。

也由于蒸汽在管壳91中上、下流动，且该管壳91内沿轴向设有多根热传管916，该热传管916会阻碍蒸汽，造成管壳91中央部位不利于蒸汽的流通，因此蒸汽便容易通过靠近管壳91内壁面处的旁侧通道918处流动，如此则造成各热传管916的传热效果不均，影响此现有技术的壳管式热交换器90的热传导效益。

另外，当该壳侧流体在该管壳91内流动时，容易在该上、下隔板914、915靠近该管壳91内壁面的角落处产生空气膜，该空气膜会阻碍该壳侧流体与热传管916之间的热传导。

此外，当该管侧流体从该前端盖92的流入口921流进时，基于惯性原理，大部分的管侧流体会流入直接对应于该前端盖92的流入口921的热传管916，只有少部分的管侧流体会流入其它不直接对应该前端盖92的流入口921的热传管916，造成各热传管916内的管侧流体除了有流量及流速不均的问题之外，热交换的效果也各不相同。

如上所述，因此现有技术的壳管式热交换器确实有待进一步改进之处。

实用新型内容

考虑到上述现有技术所存在的缺点，本实用新型针对壳管式蒸汽热交换器的结构进行改进，由此设计提供一种可有效提高热传导效率的壳管式蒸汽热交换器。

为了达到上述的实用新型目的，本实用新型所采取的技术手段是使一壳管式蒸汽热交换器包括一管壳、一前端盖与一后端盖，其中：

所述管壳的两端分别形成有一前开口端与一后开口端，该管壳上形成有一流入口与一流出口，该管壳的流出口与该管壳内部相通，另于该管壳上设有二个管板、多根热传管、一输送管与一喷流管，该管板与该管壳的管口大小相配合且分别固设在该管壳的前开口端与后开口端处，该热传管的两端分别贯穿结合在该二个管板上，且沿该管壳的轴向架设在该管壳内部，每一热传管的两端分别对应该管壳的前开口端与后开口端，该输送管设于该管壳中，该输送管的一外端与该管壳的流入口相连通，该喷流管沿该管壳的轴向设置于该管壳之中，该喷流管的一第一端与该输送管的内端相连通，该喷流管上布设有多个喷孔；

所述前端盖固设于该管壳的前开口端处，该前端盖上形成有一流入口，该前端盖的流入口与各热传管相通；

所述后端盖固设于该管壳的后开口端处，该后端盖上形成有一流出口，该后端盖的流出口与各热传管相通。

上述壳管式蒸汽热交换器可进一步包括一第一导流板，该第一导流板设于该管壳与前端盖的连接处，该第一导流板的中央朝该前端盖的流入口方向形成有隆起，且该第一导流板上间隔设有多个导流孔。

上述壳管式蒸汽热交换器可进一步包括一第二导流板，该第二导流板设于该第一导流板与邻近于该管壳的前开口端的管板之间，该第二导流板呈平板状，该第二导流板上间隔设有多个导流孔。

上述喷流管可设于该管壳的底部处。

上述壳管式蒸汽热交换器中，在相邻于该输送管处的喷流管上，所设置的喷孔的密度在朝向远离输送管处的喷孔密度越低。

上述管壳上可进一步设有多个隔板与多个支撑杆，该隔板间隔排列设置于该二管板之间，该支撑杆沿该管壳的轴向设置，且贯穿并固设于该隔板上，上述热传管与喷流管可进一步贯穿该隔板。

上述输送管的一内端处的内壁面上可设有一上隔液板，该输送管的上隔液板朝该输送管的中心轴斜向延伸，该喷流管的第一端处的内壁面上也可设有一平隔液板，该喷流管的平隔液板朝该喷流管的中心轴斜向延伸。

上述喷流管的一第二端处可贯穿有一排液孔。

上述后端盖的流出口的位置可高于所述前端盖的流入口。

通过如上所述的设计，本实用新型的壳管式蒸汽热交换器通过将该喷流管配置在管壳底部的设计，使该管壳内的壳侧流体在该管壳内朝单一方向流动，因此除了不会在该管壳内产生会阻碍热传导的空气膜之外，也不会因为与该隔板冲撞而造成流向混乱，因此可确保该壳侧流体与热传管间有良好的热传导效率；而通过该第一、第二导流板的设置来使一管侧流体均匀的流入各热传管中，可使该管侧流体等量且等速地在各热传管内流动，让所有的管侧流体都能确实地透过该热传管与该壳侧流体进行热交换。

附图说明

图1为本实用新型在实际使用状态的立体外观图。

图2为本实用新型的立体剖视图。

图3为本实用新型的部分组件的侧视图。

图4为本实用新型的另一部分组件的侧视图。

图5为本实用新型的热传管在导热状态的端面剖视示意图。

图6为现有技术的侧视示意图。

图7为现有技术放大的立体剖视图。

图8为现有技术在导热状态的端面剖视示意图。

附图标号说明

10  管壳                      101 流入口

102 流出口                    11  管板

12  隔板                      13  热传管

131 下半部                    14  输送管

141 上隔液板                  15  喷流管

151 喷孔                      152 平隔液板

153 排液孔                    16  支撑杆

18  凝结水排出管              20  前端盖

201 流入口                    30  后端盖

301 流出口                    41  第一导流板

411 导流孔                    42  第二导流板

421 导流孔                    43  固定块

511 蒸汽入口控制阀            512 冷却水入口控制阀

513 蒸汽减压阀                52  冷却水出口控制阀

53  压力表                    54  真空破坏阀

55  安全阀                56  蒸汽却水器

571、572、573、574  温度传感器

90  壳管式热交换器        91  管壳

911 流入口                912 流出口

913 管板                  914 上隔板

915 下隔板                916 热传管

917 凝结水排出口          918 旁侧通道

92  前端盖                921 流入口

93  后端盖                931 流出口

94  蒸汽却水器            95  安全阀

具体实施方式

以下配合附图及本实用新型的优选实施例，进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段。

参见图1及2所示，本实用新型的壳管式蒸汽热交换器包括一管壳10、一前端盖20、一后端盖30、一第一导流板41与至少一第二导流板42，其中：

该管壳10横向设置，其两端分别形成有一前开口端与一后开口端，该管壳10上对应管壳10的顶部处形成有一流入口101与一流出口102，该管壳10的流入口101位于靠近该管壳10的后开口端处，该管壳10的流出口102位于靠近该管壳10的前开口端处，且与该管壳10内部相通，另于该管壳10上设有二个管板11、多个隔板12、多个支撑杆16、多根热传管13、一输送管14、一喷流管15与一凝结水排出管18；

该管板11与该管壳10的管口大小相配合且分别固设在该管壳10的前开口端与后开口端处，每一管板11上间隔形成有多个穿孔，该隔板12间隔排列设置于该二个管板11之间，每一隔板12上间隔形成有多个穿孔，该支撑杆16沿该管壳10的轴向设置，且贯穿并固设于该隔板12的穿孔中，以固定各隔板12的相对位置，该热传管13贯穿该管板11与隔板12的穿孔，而沿该管壳10的轴向架设在该管壳10内部，每一热传管13的两端分别贯穿结合在该二个管板11上，且对应该管壳10的前开口端与后开口端，该输送管14设于该管壳10中，该输送管14的一外端与该管壳10的流入口101相连通，且在该输送管14的一内端处的内壁面上设有一上隔液板141，该输送管14的上隔液板141朝该输送管14的中心轴斜向延伸；

配合参见图3所示，该喷流管15沿该管壳10的轴向设置于该管壳10之中，并贯穿该管板11以及隔板12，该喷流管15的一第一端与该输送管14的内端相连通，且该喷流管15上布设有多个喷孔151，优选地，在相邻于该输送管处的喷流管上，其所设置的喷孔的密度在朝向远离输送管处的喷孔密度越低，此外，该喷流管15的第一端处的内壁面上也设有一平隔液板152，该喷流管15的平隔液板152朝该喷流管15的中心轴斜向延伸，且该喷流管15的一第二端处贯穿有一排液孔153；

该凝结水排出管18设在该管壳10的底部，并与该管壳10内部相通；

前端盖20固设于该管壳10的前开口端处，该前端盖20上形成有一流入口201，该前端盖20的流入口201与各热传管13相通，后端盖30固设于该管壳10的后开口端处，该后端盖30上形成有一流出口301，该后端盖30的流出口301与各热传管13相通，优选地，该后端盖30的流出口301的位置高于该前端盖20的流入口201；

配合参见图4所示，第一导流板41与第二导流板42间隔设置于该管壳10与前端盖20的连接处，该第一导流板41的中央朝该前端盖20的流入口21方向形成隆起，且该第一导流板41上间隔设有多个导流孔411，该第二导流板42设于该第一导流板41与邻近于该管壳10的前开口端的管板11之间，且该第一、第二导流板41、42之间以多个固定块43相互固接，该第二导流板42呈平板状，其上间隔设有多个导流孔421。

一管侧流体由该前端盖20的流入口201流入，并顺着该第一导流板41上所形成的隆起部位均匀地分布到该第一导流板41的各导流孔411处，然后再从该第二导流板42的导流孔421流入各热传管13中，最后再从该后端盖30的流出口301流出该壳管式蒸汽热交换器；一壳侧流体则由该管壳10的流入口101流进该输送管14与该喷流管15，再从该喷流管15的各喷孔151流入该管壳10内部，以进一步与各热传管13进行热交换。

在本实用新型的具体实施方式中，该输送管14设于该管壳10的后开口端与邻近于该后开口端的管板11间，而该喷流管15则设于该管壳10的底部处，如此的配置使此壳管式蒸汽热交换器适用于所导入的壳侧流体为高温蒸汽，而欲对该热传管13内的管侧流体进行加热的情况，配合参见图5所示，此时，该蒸汽会向上朝该管壳10的顶部方向流动，并以该热传管13的下半部131作为迎热面，其中，因为喷流管15设在管壳10底部，且该蒸汽在管壳10内的流向都是向上朝单一方向流动，因此除了不会在该管壳10内产生会阻碍热传导的空气膜之外，也不会因为与该隔板12冲撞而造成流向混乱，因此可确保该壳侧流体与热传管13间有良好的热传导效率，从而节省能源。而通过该第一、第二导流板41、42的设置来使该管侧流体均匀的流入各热传管13中，则可使该管侧流体等量且等速地在各热传管13内流动，让所有的管侧流体都能确实地透过该热传管13与该壳侧流体进行热交换，由此，不论加热或冷却的效果都能有效提高，管侧流体的质量也可较为均等。

此外，当蒸汽在输送管14与喷流管15内流动，并冲撞到该输送管14与喷流管15内所设的上隔液板141与平隔液板152时，会在该上隔液板141与平隔液板152上形成冷凝水，由此可降低进入管壳10内的蒸汽的含水量，有效减少在管壳10内形成冷凝水的机会，而蓄积在该喷流管15内的冷凝水则可通过该喷流管15上所设的排液孔153排出。

本实用新型的壳管式蒸汽热交换器在实际使用时，该管壳10的流入口101处设置有一蒸汽水入口控制阀511与一冷却入口控制阀512，流出口102处则设置有一冷却水出口控制阀52，该蒸汽入口控制阀511进一步连接一蒸汽减压阀513，由此控制该壳侧流体的流入与流出，还可在该管壳10上装设压力表53、真空破坏阀54、安全阀55，用于监测并随时控制该管壳10内的流体压力，另可在该管壳10底部设置蒸汽却水器56，该蒸汽却水器56由管路561连接上述管壳10的凝结水排出管18，使该管壳10内所产生的冷凝水可通过该蒸汽却水器56排除，另外，该前端盖20与后端盖30上以及连接该蒸汽却水器56与管壳10的管路561上则可设置温度传感器571、572、573、574，用于监测所输入及输出的壳侧流体以及所排出的冷凝水的温度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以优选实施例披露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，应当可以利用上述揭示的技术内容作出些许改变或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种壳管式蒸汽热交换器，包括一管壳、一前端盖与一后端盖，其特征在于：

所述管壳两端分别形成有一前开口端与一后开口端，该管壳上形成有一流入口与一流出口，该管壳的流出口与该管壳内部相通，另于该管壳上设有二个管板、多根热传管、一输送管与一喷流管，该管板与该管壳的管口大小相配合且分别固设在该管壳的前开口端与后开口端处，该热传管的两端分别贯穿结合在该二个管板上，且沿该管壳的轴向架设在该管壳内部，每一热传管的两端分别对应该管壳的前开口端与后开口端，该输送管设于该管壳中，该输送管的一外端与该管壳的流入口相连通，该喷流管沿该管壳的轴向设置于该管壳之中，该喷流管的一第一端与该输送管的内端相连通，该喷流管上布设有多个喷孔；

所述前端盖固设于该管壳的前开口端处，该前端盖上形成有一流入口，该前端盖的流入口与各热传管相通；

所述后端盖固设于该管壳的后开口端处，该后端盖上形成有一流出口，该后端盖的流出口与各热传管相通。

2.如权利要求1所述的壳管式蒸汽热交换器，其特征在于：所述壳管式蒸汽热交换器进一步包括一第一导流板，该第一导流板设于该管壳与前端盖的连接处，该第一导流板的中央朝该前端盖的流入口方向形成有隆起，且该第一导流板上间隔设有多个导流孔。

3.如权利要求2所述的壳管式蒸汽热交换器，其特征在于：所述壳管式蒸汽热交换器进一步包括一第二导流板，该第二导流板设于该第一导流板与邻近于该管壳的前开口端的管板之间，该第二导流板呈平板状，该第二导流板上间隔设有多个导流孔。

4.如权利要求1至3中任一项所述的壳管式蒸汽热交换器，其特征在于：所述喷流管设于该管壳的底部处。

5.如权利要求4所述的壳管式蒸汽热交换器，其特征在于：在相邻于该输送管处的喷流管上，所设置的喷孔的密度在朝向远离输送管处的喷孔密度越低。

6.如权利要求5所述的壳管式蒸汽热交换器，其特征在于：所述管壳上进一步设有多个隔板与多个支撑杆，该隔板间隔排列设置于该二管板之间，该支撑杆沿该管壳的轴向设置，且贯穿并固设于该隔板上，所述热传管与喷流管进一步贯穿该隔板。

7.如权利要求6所述的壳管式蒸汽热交换器，其特征在于：所述输送管的一内端处的内壁面上设有一上隔液板，该输送管的上隔液板朝该输送管的中心轴斜向延伸，该喷流管的第一端处的内壁面上设有一平隔液板，该喷流管的平隔液板朝该喷流管的中心轴斜向延伸。

8.如权利要求7所述的壳管式蒸汽热交换器，其特征在于：所述喷流管的一第二端处贯穿有一排液孔。

9.如权利要求8所述的壳管式蒸汽热交换器，其特征在于：所述后端盖的流出口的位置高于所述前端盖的流入口。 

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