CN207163275U - 一种换热均匀的套管式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种换热均匀的套管式换热器，包括换热器主体，换热器主体上设有换热套管，换热套管包括内管以及套设在内管外的外管，内管以及外管的管壁内均设有由空槽形成的真空蒸汽腔，真空蒸汽腔的壳壁上均铺设有浸满工作液体的吸液芯，吸液芯为外表面呈波浪形的303不锈钢卷制丝网，真空蒸汽腔以内管以及外管的轴心为中心，环形阵列分布在管壁内。本实用新型外管和内管管壁中设置有真空蒸汽腔，真空蒸汽腔受热后，温度高的区域的吸液芯中的工作液体会蒸发成蒸汽，在温度低的区域冷凝回液体，重新附着在吸液芯上；由于蒸发吸热，液化会放热的原理，使得这一过程实现了将温度高的区域的温度吸收，并传递到温度低的区域，达到受热均匀的效果。

Description

一种换热均匀的套管式换热器

技术领域

本实用新型属于换热器设备领域，具体涉及一种换热均匀的套管式换热器。

背景技术

换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。换热器行业涉及暖通、压力容器、中水处理设备，化工，石油等近30多种产业，相互形成产业链条。

换热器主体通过高温烟气对换热套管中的水进行加热，实现温度的传递，但在对水加热的过程中，常规换热器的套管，也采用内管和外管套设的设置方式，换热套管的外管将外界高温烟气的温度传递到外管和内管之间的水中，然后通过水的加热，在对内管中的水进行热传递，达到内管和外管中的水都加热的效果，但是由于是套管，内管受到的热传递会降低，并且由于烟气浓度以及不同区域温度可能不同的原因，外管和内管中的水会有受热不均匀的情况。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对上述提出的现有换热器的换热套管在烟气浓度以及不同区域温度可能不同的情况下，外管和内管中的水会有受热不均匀的情况的问题，本实用新型提供一种换热均匀的套管式换热器。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种换热均匀的套管式换热器，包括换热器主体，换热器主体上设有换热套管，所述换热套管包括内管以及套设在内管外的外管，所述内管以及外管的管壁内均设有由空槽形成的真空蒸汽腔，真空蒸汽腔的壳壁上均铺设有浸满工作液体的吸液芯，吸液芯为外表面呈波浪形的303不锈钢卷制丝网，所述真空蒸汽腔以内管以及外管的轴心为中心，环形阵列分布在管壁内。

本换热器的工作原理为：

换热套管的外管将外界高温烟气的温度传递到外管和内管之间的水中，然后通过水的加热，在对内管中的水进行热传递，达到内管和外管中的水都加热的效果，但是由于是套管，内管受到的热传递会降低，并且由于烟气浓度以及不同区域温度可能不同的原因，外管和内管中的水会有受热不均匀的情况，为解决这一问题，在外管和内管管壁中设置真空蒸汽腔，真空蒸汽腔受热后，温度高的区域的吸液芯中的工作液体会蒸发成蒸汽，并在温度低的区域冷凝回液体，重新附着在吸液芯上；由于蒸发吸热，液化会放热的原理，使得这一过程实现了将温度高的区域的温度吸收，并传递到温度低的区域，达到受热均匀的效果。303不锈钢卷制丝网在结构上可以很好地由网状结构达到吸附工作液体的效果，并且303不锈钢的材质相比于铜铁等常规金属，具有更好的防锈耐腐蚀效果，优选地选择含有不多于0.60﹪的钼的303不锈钢合金。

进一步的，所述内管的内部设有呈十字型的传热架，传热架所在的平面与内管轴心所在的平面垂直，传热架的四个端部贯穿内管与外管的内壁焊接。所述传热架一方面通过热传递，可以进一步将内管和外管之间的水的温度传递到内管中，提高热传递效率，另一方面可以通过阻断的方式消除内管中水的涡流效应，并且达到了内管和外管之间的连接固定。

进一步的，所述内管和外管均为椭圆形。椭圆形相比于其他异形，可以使管内的水流通更加顺畅。

进一步的，所述换热器主体还包括设置在换热套管两端用于夹持换热套管的安装挡板，换热套管的个数为3-5个，相邻换热套管之间通过弯管连接，所述换热套管上设有换热翅片。

进一步的，所述换热翅片上设有与换热套管卡接的通孔，换热翅片上还设有位于通孔上方的烟气阻流翻边以及位于烟气阻流翻边下方呈圆形的烟气导流凸台，所述烟气导流凸台位于相邻两个通孔的中心线上，并且烟气导流凸台的上边缘与通孔的上边缘平齐。烟气导流凸台和烟气阻流翻边均为设置在换热翅片上的凸块，烟气导流凸台的主要作用为将高温烟气进行阻隔并使烟气向换热套管靠拢；烟气阻流翻边的主要作用也有对高温烟气的阻隔并且可以使高温烟气停留的更久，使得换热效率得到提升。

进一步地，所述内管内设有能够沿着内管轴线方向伸缩的扰流弹簧。

进一步地，所述内管内设有呈螺旋状的导流片，导流片设置在内管的轴心线上并且其螺旋前进方向与内管的轴心线方向一致。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型外管和内管管壁中设置的真空蒸汽腔，真空蒸汽腔受热后，温度高的区域的吸液芯中的工作液体会蒸发成蒸汽，并在温度低的区域冷凝回液体，重新附着在吸液芯上；由于蒸发吸热，液化会放热的原理，使得这一过程实现了将温度高的区域的温度吸收，并传递到温度低的区域，达到受热均匀的效果；

2.本实用新型传热架一方面通过热传递，可以进一步将内管和外管之间的水的温度传递到内管中，提高热传递效率，另一方面可以通过阻断的方式消除内管中水的涡流效应，并且达到了内管和外管之间的连接固定；

3.本实用新型内管呈椭圆形，椭圆形相比于其他异形，可以使管内的水流通更加顺畅；

4.本实用新型烟气导流凸台可以将高温烟气进行阻隔并使烟气向换热套管靠拢；烟气阻流翻边可以对高温烟气的阻隔并且使高温烟气停留的更久，使得换热效率得到提升。

附图说明

图1是本实用新型的正面结构示意图；

图2是本实用新型图1中A-A剖视B向视图；

图3是本实用新型内管及真空蒸汽腔的结构示意图；

图4是本实用新型真空蒸汽腔的结构示意图；

图5是本实用新型内管、外管及传热架的连接示意图；

图6是本实用新型的俯视示意图；

图7是本实用新型导流片的结构示意图；

图8是本实用新型扰流弹簧及内管的示意图。

其中，其中：1—换热器主体，2—内管，3—外管，4—真空蒸汽腔，5—吸液芯，6—传热架，7—安装挡板，8—弯管，9—换热翅片，10—通孔，11—烟气阻流翻边，12—烟气导流凸台，13—扰流弹簧，14—导流片。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合图1-8对本发明作详细说明。

实施例1：

如图1-8所示，一种换热均匀的套管式换热器，包括换热器主体1，换热器主体1上设有换热套管，所述换热套管包括内管2以及套设在内管2外的外管3，所述内管2以及外管3的管壁内均设有由空槽形成的真空蒸汽腔4，真空蒸汽腔4的壳壁上均铺设有浸满工作液体的吸液芯5，吸液芯5为外表面呈波浪形的303不锈钢卷制丝网，所述真空蒸汽腔4以内管2以及外管3的轴心为中心，环形阵列分布在管壁内。

本换热器的工作原理为：

换热套管的外管3将外界高温烟气的温度传递到外管3和内管2之间的水中，然后通过水的加热，在对内管2中的水进行热传递，达到内管2和外管3中的水都加热的效果，但是由于是套管，内管2受到的热传递会降低，并且由于烟气浓度以及不同区域温度可能不同的原因，外管3和内管2中的水会有受热不均匀的情况，为解决这一问题，在外管3和内管2管壁中设置真空蒸汽腔4，真空蒸汽腔4受热后，温度高的区域的吸液芯5中的工作液体会蒸发成蒸汽，并在温度低的区域冷凝回液体，重新附着在吸液芯5上，工作液体为水；由于蒸发吸热，液化会放热的原理，使得这一过程实现了将温度高的区域的温度吸收，并传递到温度低的区域，达到受热均匀的效果。303不锈钢卷制丝网在结构上可以很好地由网状结构达到吸附工作液体的效果，并且303不锈钢的材质相比于铜铁等常规金属，具有更好的防锈耐腐蚀效果，优选地选择含有不多于0.60﹪的钼的303不锈钢合金。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步地限定，所述内管2的内部设有呈十字型的传热架6，传热架6所在的平面与内管2轴心所在的平面垂直，传热架6的四个端部贯穿内管2与外管3的内壁焊接。所述传热架6一方面通过热传递，可以进一步将内管2和外管3之间的水的温度传递到内管2中，提高热传递效率，另一方面可以通过阻断的方式消除内管2中水的涡流效应，并且达到了内管2和外管4之间的连接固定。

本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

实施例3：

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步地限定，内管2和外管4均为椭圆形。椭圆形相比于其他异形，可以使管内的水流通更加顺畅。

本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

实施例4：

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步地限定，换热器主体1还包括设置在换热套管两端用于夹持换热套管的安装挡板7，换热套管的个数为3-5个，相邻换热套管之间通过弯管8连接，所述换热套管上设有换热翅片9。换热翅片9上设有与换热套管卡接的通孔10，换热翅片9上还设有位于通孔10上方的烟气阻流翻边11以及位于烟气阻流翻边11下方呈圆形的烟气导流凸台12，所述烟气导流凸台12位于相邻两个通孔10的中心线上，并且烟气导流凸台12的上边缘与通孔10的上边缘平齐。烟气导流凸台12和烟气阻流翻边11均为设置在换热翅片9上的凸块，烟气导流凸台12的主要作用为将高温烟气进行阻隔并使烟气向换热套管靠拢；烟气阻流翻边11的主要作用也有对高温烟气的阻隔并且可以使高温烟气停留的更久，使得换热效率得到提升。

本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

实施例5：

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步地限定，内管2内设有能够沿着内管2轴线方向伸缩的扰流弹簧13。

本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

实施例6：

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步地限定，内管2内设有呈螺旋状的导流片14，导流片14设置在内管2的轴心线上并且其螺旋前进方向与内管2的轴心线方向一致。

本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是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，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种换热均匀的套管式换热器，包括换热器主体(1)，换热器主体(1)上设有换热套管，其特征在于，所述换热套管包括内管(2)以及套设在内管(2)外的外管(3)，所述内管(2)以及外管(3)的管壁内均设有由空槽形成的真空蒸汽腔(4)，真空蒸汽腔(4)的壳壁上均铺设有浸满工作液体的吸液芯(5)，吸液芯(5)为外表面呈波浪形的303不锈钢卷制丝网，所述真空蒸汽腔(4)以内管(2)以及外管(3)的轴心为中心，环形阵列分布在管壁内。

2.根据权利要求1所述的一种换热均匀的套管式换热器，其特征在于，所述内管(2)的内部设有呈十字型的传热架(6)，传热架(6)所在的平面与内管(2)轴心所在的平面垂直，传热架(6)的四个端部贯穿内管(2)与外管(3)的内壁焊接。

3.根据权利要求1或2所述的一种换热均匀的套管式换热器，其特征在于，所述内管(2)和外管(3)均为椭圆形。

4.根据权利要求3所述的一种换热均匀的套管式换热器，其特征在于，所述换热器主体(1)还包括设置在换热套管两端用于夹持换热套管的安装挡板(7)，换热套管的个数为3-5个，相邻换热套管之间通过弯管(8)连接，所述换热套管上设有换热翅片(9)。

5.根据权利要求4所述的一种换热均匀的套管式换热器，其特征在于，所述换热翅片(9)上设有与换热套管卡接的通孔(10)，换热翅片(9)上还设有位于通孔(10)上方的烟气阻流翻边(11)以及位于烟气阻流翻边(11)下方呈圆形的烟气导流凸台(12)，所述烟气导流凸台(12)位于相邻两个通孔(10)的中心线上，并且烟气导流凸台(12)的上边缘与通孔(10)的上边缘平齐。

6.根据权利要求5所述的一种换热均匀的套管式换热器，其特征在于，所述内管(2)内设有能够沿着内管(2)轴线方向伸缩的扰流弹簧(13)。

7.根据权利要求5所述的一种换热均匀的套管式换热器，其特征在于，所述内管(2)内设有呈螺旋状的导流片(14)，导流片(14)设置在内管(2)的轴心线上并且其螺旋前进方向与内管(2)的轴心线方向一致。