CN203405098U - 一种抗海水腐蚀的管壳式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抗海水腐蚀的管壳式换热器，前管板和后管板分别靠接在壳体的两个端面，换热管贯穿壳体且两端分别与前管板和后管板上的管孔连接，换热管为铝黄铜或镍白铜制成的换热管，前管板和后管板的外侧端面分别与前防腐垫板和后防腐垫板紧密贴合，前防腐垫板和后防腐垫板上分别设有与前管板和后管板上一一对应的管孔，前水室端盖和后水室端盖分别固定在前管板和后管板的外端，制冷剂气体接管和制冷剂液体接管设置上壳体上；本实用新型抗腐蚀能力强，可有效延长以海水为流动介质的换热器的使用寿命，制造简单并节省金属材料，可广泛用于船舶制冷、海水源热泵等机组上，提高机组运行的可靠性、经济性并延长其使用寿命。

Description

一种抗海水腐蚀的管壳式换热器

技术领域

本实用新型涉及空调制冷领域，具体涉及一种管壳式换热器。 

背景技术

目前，在海上船舶或钻井平台上使用的制冷机组多采用海水作为冷却介质，另外现在海边普遍采用的海水源制冷或热泵机组也均把海水作为冷热源使用，但海水中存在较高含量的溶解氧、氯离子和微生物，其对金属换热器的腐蚀性很强，常见海水对金属的腐蚀机理有：电化学腐蚀、氯离子腐蚀（应力腐蚀、点蚀、晶间腐蚀和缝隙腐蚀）等，所以以海水为流动介质的制冷主机所配备的管壳式换热器所采用的换热器管多为铝黄铜换热管或镍白铜换热管，这两种合金铜管对海水有较强的抗腐蚀能力；不仅仅换热管要采用抗海水腐蚀的材料，换热器上与海水接触的其它地方也要采用防海水腐蚀材料，如水室端盖、管板等，现有设计是水室端盖往往采用铝黄铜铸造而成，与海水接触的管板采用不锈钢管板或采用铝黄铜与碳钢复合而成的管板，采用这些合金金属材料能在一定程度上使与海水接触的地方有效延缓腐蚀，但铝黄铜端盖、不锈钢管板、铝黄铜与碳钢复合管板等部件往往都存在加工制造比较麻烦且价格昂贵等问题，这些都导致了海上用制冷设备比普通陆用制冷设备的材料和制造成本要高很多，而且采用这些抗腐蚀合金金属材料也不能完全解决海水腐蚀的问题，只能在一定程度上延缓腐蚀，所以如何提升管壳式冷凝器器抗海水腐蚀能力并实现其经济性的要求，已成为一个技术难题。 

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的在于为了克服现有技术的不足，提供一种可抗海水腐蚀的管壳式换热器，具有极强的抗海水腐蚀能力，可有效延长使用寿命，同时加工制造简单，用料少，成本低廉。 

技术方案：本实用新型所述的一种抗海水腐蚀的管壳式换热器，包括前管板、前水室端盖、前防腐垫板、后管板、后水室端盖、后防腐垫板、壳体、换热管、制冷剂气体接管、制冷剂液体接管和安全阀座，所述前管板和后管板分别靠接在所述壳体的两个端面，所述换热管贯穿所述壳体且两端分别与所述前管板和后管板上的管孔连接，所述换热管为铝黄铜或镍白铜制成的换热管，以防海水腐蚀，所述前管板和后管板的外侧端面分别与所述前防腐垫板和后防腐垫板紧密贴合，所述前防腐垫板和后防腐垫板上分别设有与所述前管板和后管板上一一对应的管孔，前防腐垫板和后防腐垫板可有效隔绝海水与普通钢制管板的接触，使前管板和后管板避免受到海水的腐蚀，与此同时，防腐蚀垫板自身有较强的耐海水腐蚀性能，使用寿命长，不会因长期使用而遭到海水腐蚀造成对管板的保护性能降低；所述前水室端盖和后水室端盖分别固定在所述前管板和后管板的外端，所述制冷剂气体接管、制冷剂液体接管和安全阀座设置在壳体上。 

优选的，所述前防腐垫板、后防腐垫板分别是由耐腐蚀塑料、硬质橡胶、耐腐蚀涂料、硅胶、有机玻璃或陶瓷制成的前防腐垫板和后防腐垫板，上述材料的物理化学性质稳定，在保证防腐性能的同时，成本低廉，来源丰富易于获取，同时由于防腐蚀垫板的构造简单，加工制造方法简单，便于成型，因此材料成本和制造成本都大大降低；同理，所述前水室端盖和后水室端盖分别是由耐腐蚀塑料铸造而成的前水室端盖和后水室端盖，由于前水室端盖和后水室端盖均与海水直接接触，因此采用此种不会被海水腐蚀的材料制成。 

优选地，所述耐腐蚀塑料为聚酰胺塑料、聚碳酸酯塑料、聚甲醛塑料、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物塑料、聚苯醚塑料或聚对苯二甲酸丁二醇酯塑料。 

优选地，所述耐腐蚀涂料为环氧防腐漆、聚氨酯防腐漆、丙烯酸防腐漆、无机防腐漆、过氯乙烯防腐漆、氯化橡胶防腐漆或高氯化聚乙烯防腐漆。 

为了保证防腐蚀垫板对管板的保护性能，所述前防腐垫板和后防腐垫板通过胶粘和紧固件固定的方式分别紧密贴合在所述前管板和后管板上，防止防腐蚀垫板与管板之间产生缝隙，海水沿着缝隙渗透造成对管板的侵蚀，防腐蚀垫板与管板的紧密贴合杜绝了管板与海水接触的所有可能性，使其免受海水的腐蚀。 

进一步，所述前水室端盖内部设有隔筋，用于通入换热管管程流体的流程分割，所述前水室端盖上被所述隔筋隔开的部分分别设有进水口和出水口，从进水口向前水室通入海水，海水从换热管进行换热后进入后水室，再经换热管换热回到前水室，从出水口排出。 

进一步，所述前水室端盖和后水室端盖的上部和下部均设有连通内外的螺纹孔，上部的螺纹孔安装有排气阀，用于排气，下部的螺纹孔安装有排水阀，用于换热器停止工作后排尽水室中残留的海水，以防滞留的海水对换热器里的部件产生缓慢腐蚀，进一步避免换热器在不工作时与海水接触，保证其免受腐蚀。 

为了保证排气阀和排水阀的正常使用，所述排气阀和所述排水阀分别是由铝黄铜制成的排气阀和排水阀，因排气阀和排水阀与海水的接触面积小，受到腐蚀的程度小，故由铝黄铜制成足以有效避免腐蚀。 

进一步，位于所述排水阀内侧的螺纹孔内设有锌块，锌的金属性质活泼，可吸引海水对其的腐蚀，锌块作为牺牲阳极与海水进行反应，以抑制海水对其他部件的腐蚀。 

优选地，所述壳体的底部安装有支座，作为换热器的整体支撑。 

有益效果：1、本实用新型所述的防腐垫板紧贴管板，使管板受到防腐垫板的全面保护以避免其与海水的接触，因此管板无需由抗腐蚀合金制成，使用普通钢板即可，因此加工制造方法简单，降低材料成本，由于抗腐蚀合金也不能完全解决海水腐蚀问题，而由本实用新型所述材料制成的防腐垫板不仅自身可有效抗腐，同时保护管板免受腐蚀；2、本实用新型设置的锌块可作为牺牲阳极与海水进行反应，吸引海水对其的腐蚀，以避免海水对其他金属材料制成的部件（如排气阀、排水阀）造成侵蚀，进一步提升防腐蚀性能，防腐能力可靠；3、本实用新型抗腐蚀能力强，可有效延长以海水为流动介质的换热器的使用寿命，制造简单并节省金属材料，可广泛用于船舶制冷、海水源热泵等机组上，提高机组运行的可靠性、经济性并延长其使用寿命。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图； 

图2为本实用新型图1中区域Ⅰ的局部放大图；

图3为本实用新型图1中区域Ⅱ的局部放大图；

图4为本实用新型图1沿A向视图；

图5为本实用新型图1沿A向且打开水室端盖后的视图；

图6为本实用新型图1中区域Ⅱ的局部放大图。

具体实施方式

下面对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。 

实施例：

实施例1：一种抗海水腐蚀的管壳式换热器，如图1~5所示，包括前管板5、前水室端盖2、前防腐垫板4、后管板9、后水室端盖11、后防腐垫板10、壳体6、换热管18、制冷剂气体接管8、制冷剂液体接管19、安全阀座7和支座20，制冷剂气体接管8、制冷剂液体接管19和安全阀座7设置在壳体6上，壳体6的底部安装有支座20，作为换热器的整体支撑，前管板5和后管板9分别靠接在壳体6的两个端面，换热管18贯穿壳体6且两端分别与前管板5和后管板9上的管孔23以胀接的方式连接，换热管18为铝黄铜制成的换热管18，有较强的抗腐蚀能力，前管板5和后管板9的外侧端面沿边缘分别开有凹槽，前防腐垫板4和后防腐垫板10分别嵌入前管板5和后管板9的凹槽并与前管板5和后管板9的平面平齐，通过胶粘的方式使其紧密贴合，保证防腐垫板和管板之间没有缝隙，同时，前管板5和后管板9上开有螺纹孔，通过螺栓17将前防腐垫板4和后防腐垫板10分别与前管板5和后管板9对应牢靠的固定在一起，螺栓17为不锈钢材质并配合不锈钢平垫使用，可防止胶粘面开裂出现缝隙，进一步防止海水渗漏对管板造成腐蚀，在胶粘和螺栓17的双重作用下杜绝海水与管板之间的接触；前防腐垫板4和后防腐垫板10上分别设有与前管板5和后管板9上一一对应的管孔23，且由聚酰胺塑料制成，性质稳定，在高温或低温条件下皆不与海水反应，可有效隔绝海水与普通钢制管板的接触并耐海水腐蚀，前管板5和后管板9上边缘处均匀布设有螺栓孔22，分别用于固定前水室端盖2和后水室端盖11，固定螺栓12为不锈钢材质制成，前水室端盖2与前管板5之间的连接面设有前密封垫16，所述后水室端盖11与后管板9之间的连接面设有后密封垫21，前密封垫16和后密封垫21是由丁晴橡胶制成的，密封垫可保证水室端盖与管板之间密封不漏水，同时可防止海水从水室端盖和管板之间的连接面渗透到防腐垫板嵌入凹槽的管板缝隙中，杜绝一切管板和海水接触的可能性，保证防腐垫板对管板的保护性能。 

前水室端盖2内部设有水平的隔筋，将前水室分为上下两个水室，用于管程流体的流程分割，前水室端盖2上被隔筋隔开的部分分别设有进水口13和出水口1，从进水口1向前水室的下半部分通入海水，海水进入换热管18，与壳体6内的制冷剂进行换热后进入后水室，再经换热管18换热回到前水室的上半部分，从出水口1排出；前水室端盖2和后水室端盖11分别是由聚碳酸酯塑料铸造而成的，由于前水室端盖2和后水室端盖11均与海水直接接触，因此采用此种不会被海水腐蚀的材料制成，与海水长时间接触仍可保持稳定；前水室端盖2和后水室端盖11的上端和下端均设有连通内外的螺纹孔，上端的螺纹孔安装有排气阀3，用于排气，下端的螺纹孔安装有排水阀15，用于换热器停止工作后排尽水室中残留的海水，防止海水的缓慢腐蚀，排气阀3和排水阀15分别是由铝黄铜制成的；位于排水阀15内侧的螺纹孔内设有锌块14，锌块14作为牺牲阳极与海水进行反应，吸引海水对其的腐蚀，以抑制海水对其他部件的腐蚀。 

实施例2：本实施例与实施例1的区别在于前防腐垫板4与后防腐垫板10是由防腐的硬质橡胶板制成，并且前管板5和后管板9上没有开凹槽，如图6所示，防腐垫板与管板的径向截面大小尺寸一致，同样采用胶粘和螺栓17并用的方式固定在管板上，因防腐垫板为橡胶材质，其优良的耐化学药品腐蚀的性能足以防止自身及保护管板免受海水腐蚀，同时具有弹性，也起到管板和水室端盖之间的密封作用，同时管板上没有凹槽，不用防止海水渗漏进入，所以可以取消实施例1中的前密封垫16和后密封垫21；其他部分与实施例1相同，在此不作赘述。 

Claims (10)

1.一种抗海水腐蚀的管壳式换热器，其特征在于：包括前管板、前水室端盖、前防腐垫板、后管板、后水室端盖、后防腐垫板、壳体、换热管、制冷剂气体接管和制冷剂液体接管，所述前管板和后管板分别靠接在所述壳体的两个端面，所述换热管贯穿所述壳体且两端分别与所述前管板和后管板上的管孔连接，所述换热管为铝黄铜或镍白铜制成的换热管，所述前管板和后管板的外侧端面分别与所述前防腐垫板和后防腐垫板紧密贴合，所述前防腐垫板和后防腐垫板上分别设有与所述前管板和后管板上一一对应的管孔，所述前水室端盖和后水室端盖分别固定在所述前管板和后管板的外端，所述制冷剂气体接管和制冷剂液体接管设置在壳体上。

2.根据权利要求1所述的抗海水腐蚀的管壳式换热器，其特征在于：所述前防腐垫板、后防腐垫板分别是由耐腐蚀塑料、硬质橡胶、耐腐蚀涂料、硅胶、有机玻璃或陶瓷制成的前防腐垫板和后防腐垫板，所述前水室端盖和后水室端盖分别是由耐腐蚀塑料铸造而成的前水室端盖和后水室端盖。

3.根据权利要求2所述的抗海水腐蚀的管壳式换热器，其特征在于：所述耐腐蚀塑料为聚酰胺塑料、聚碳酸酯塑料、聚甲醛塑料、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物塑料、聚苯醚塑料或聚对苯二甲酸丁二醇酯塑料。

4.根据权利要求2所述的抗海水腐蚀的管壳式换热器，其特征在于：所述耐腐蚀涂料为环氧防腐漆、聚氨酯防腐漆、丙烯酸防腐漆、无机防腐漆、过氯乙烯防腐漆、氯化橡胶防腐漆或高氯化聚乙烯防腐漆。

5.根据权利要求1或2所述的抗海水腐蚀的管壳式换热器，其特征在于：所述前防腐垫板和后防腐垫板通过胶粘和紧固件固定的方式分别紧密贴合在所述前管板和后管板上。

6.根据权利要求1所述的抗海水腐蚀的管壳式换热器，其特征在于：所述前水室端盖内部设有隔筋，所述前水室端盖上被所述隔筋隔开的部分分别设有进水口和出水口。

7.根据权利要求1所述的抗海水腐蚀的管壳式换热器，其特征在于：所述前水室端盖和后水室端盖的上部和下部均设有连通内外的螺纹孔，上部的螺纹孔安装有排气阀，下部的螺纹孔安装有排水阀。

8.根据权利要求7所述的抗海水腐蚀的管壳式换热器，其特征在于：所述排气阀和所述排水阀分别是由铝黄铜制成的排气阀和排水阀。

9.根据权利要求7或8所述的抗海水腐蚀的管壳式换热器，其特征在于：位于所述排水阀内侧的螺纹孔内设有锌块。

10.根据权利要求1所述的抗海水腐蚀的管壳式换热器，其特征在于：所述壳体的底部安装有支座。

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