CN208139899U - 换热器及换热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及换热器技术领域，尤其是涉及一种换热器，包括壳体、管板、封头、换热管束和折流板；其中，所述封头设置于所述壳体两端，所述管板设置于所述封头和所述壳体之间，所述换热管束和所述折流板设置于所述壳体内，所述换热管束穿过所述管板与所述封头相连通；所述换热管束包括多个平行设置的换热管，所述换热管包括内管和外管，所述外管套设在所述内管外；所述内管为碳化硅内管，所述外管为泡沫碳化硅外管；所述折流板为碳化硅折流板。本实用新型的换热器的换热管采用碳化硅内管和泡沫碳化硅外管共同作用，显著增强了换热管的抗腐蚀性能，提高了换热管的换热效率。

Description

换热器及换热系统

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，尤其是涉及一种换热器及换热系统。

背景技术

目前，在电厂、化工、冶金、建材等领域，换热器内的换热管多为金属材料，包括耐酸钢、不锈钢等。但在实际生产过程中，金属材料换热管受到物料冲刷、气蚀和化学介质的腐蚀，存在较大的渗漏风险。为减少腐蚀，人们使用陶瓷换热管替换金属材料换热管，陶瓷换热管具有良好的耐腐蚀性能，但其导热性能不能满足高效的换热要求，影响了换热器的使用效果，造成了能源排放浪费。因此有必要提出一种耐腐蚀且换热效率高的换热器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种换热器，以解决现有技术中存在的换热器内换热管耐腐蚀性能不足和普通陶瓷换热管换热效率低下的问题技术问题。

本实用新型提供了一种换热器，包括壳体、管板、封头、换热管束和折流板；其中，所述封头设置于所述壳体两端，所述管板设置于所述封头和所述壳体之间，所述换热管束和所述折流板设置于所述壳体内，所述换热管束穿过所述管板与所述封头相连通；所述换热管束包括多个平行设置的换热管，所述换热管包括内管和外管，所述外管套设在所述内管外；所述内管为碳化硅内管，所述外管为泡沫碳化硅外管；所述折流板为碳化硅折流板。

进一步地，所述外管的外壁设置有扰流部，所述扰流部为条形结构、波浪形结构或螺旋形结构；其中，当所述扰流部为条形结构或波浪形结构时，所述扰流部的延伸方向与所述换热管的延伸方向相同；所述扰流部为螺旋形结构时，所述扰流部环绕所述外管外壁设置。

进一步地，所述内管与所述外管为一体式结构，且所述内管与所述外管同轴设置。

进一步地，所述外管为圆柱形结构或棱柱形结构。

进一步地，所述换热管两端设置外螺纹，所述管板对应设置有内螺纹，所述换热管两端与所述管板通过螺纹连接。

进一步地，所述折流板的形状为半圆盘形结构，所述折流板的个数为多个，多个所述折流板等间距设置于所述壳体内，所述折流板的圆弧边与壳体内壁固定连接。

进一步地，所述折流板为螺旋式结构，所述折流板的两端分别与所述管板固定连接。

进一步地，所述折流板上开设有多个通孔，所述换热管能够对应穿过所述通孔。

进一步地，所述管板上开设有多个阶梯形圆孔，所述阶梯形圆孔的个数与所述换热管的个数相对应；所述阶梯形圆孔的大直径处带有内螺纹，小直径处与所述换热管相匹配；所述阶梯形圆孔的大直径处配合设置有带外螺纹的压盖，所述压盖的轴向中心也开设有与所述换热管直径相匹配的圆孔；在所述阶梯形圆孔的台阶上与所述压盖的下端面之间安装有弹性密封圈。

本实用新型还提供了一种换热系统，包括上述任一技术方案所述的换热器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供了一种换热器，包括壳体、管板、封头、换热管束和折流板；其中，所述封头设置于所述壳体两端，所述管板设置于所述封头和所述壳体之间，所述换热管束和所述折流板设置于所述壳体内，所述换热管束穿过所述管板与所述封头相连通；所述换热管束包括多个平行设置的换热管，所述换热管包括内管和外管，所述外管套设在所述内管外；所述内管为碳化硅内管，所述外管为泡沫碳化硅外管；所述折流板为碳化硅折流板。本实用新型的换热器的换热管采用碳化硅内管和泡沫碳化硅外管共同作用，显著增强了换热管的抗腐蚀性能，提高了换热管的换热效率，有效解决了金属换热器内换热管耐腐蚀性能不足和普通陶瓷换热管换热效率低下的问题；并且可以根据换热要求设置所述泡沫碳化硅外管的孔径尺寸、体积分数和比表面积，从而满足了不同的使用需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的换热器的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的换热器的换热管的结构示意图；

图3为图2中A-A截面的剖视图；

图4为本实用新型实施例一提供的换热管的扰流部的结构示意图；

图5为本实用新型实施例一提供的换热管的扰流部的另一结构示意图；

图6为本实用新型实施例一提供的换热管的扰流部的又一结构示意图；

图7为本实用新型实施例一提供的换热器的折流板的另一结构示意图；

图8为本实用新型实施例一提供的换热器的另一折流板的结构示意图；

图9为本实用新型实施例一提供的换热器和换热管与管板的连接结构示意图；

附图标记：

1-壳体，2-管板，3-封头，4-换热管束，5-折流板，11-壳程流体入口，12-壳程流体出口，21-压盖，22-弹性密封件，31-介质入口，32-介质出口，41-换热管，51-通孔，411-内管，412-外管，413-扰流部。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。

基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

参照图1至图9，本实用新型提供了一种换热器，包括壳体1、管板2、封头3、换热管束4和折流板5；其中，所述封头3设置于所述壳体1两端，所述管板2设置于所述封头3和所述壳体1之间，所述换热管束4和所述折流板5设置于所述壳体1内，所述换热管束4穿过所述管板2与所述封头3相连通；所述换热管束4包括多个平行设置的换热管41，所述换热管41包括内管411和外管412，所述外管412套设在所述内管411外；所述内管411为碳化硅内管411，所述外管412为泡沫碳化硅外管412；所述折流板5为碳化硅折流板5。

在该实施例中，如图1至图3所示，本实用新型提供的换热器包括壳体1、管板2、封头3、换热管束4和折流板5；其中，所述封头3设置于所述壳体1两端，所述管板2设置于所述封头3和所述壳体1之间；所述换热管束4和所述折流板5设置于所述壳体1内，所述换热管束4穿过所述管板2与所述封头3相连通；所述换热管束4用于换热，所述折流板5用于改变壳程内流体流向，从而提高换热效率。所述换热管束4包括多个平行设置的换热管41，所述换热管41包括内管411和外管412，所述外管412套设在所述内管411外；所述内管411为碳化硅内管411，所述外管412为泡沫碳化硅外管412；所述折流板5为碳化硅折流板5。碳化硅陶瓷材料的化学性能稳定、耐腐蚀性能优异、导热系数高、热膨胀系数小且强度高，适用于制作密封结构部件，因此所述换热管41的内管411和折流板5都采用碳化硅材质，使得内管411内的介质能够得到高效换热。而泡沫碳化硅材料是一种具有高温性能的多孔材料，其内部具有大量密集成群的微小孔隙，所述换热管41的外管412采用泡沫碳化硅材料，利用泡沫碳化硅材质的孔隙，能够使得壳体1内的流体渗流至孔隙内部，进而与所述内管411内的介质进行换热，增强了换热效率，并且可以根据换热要求设置所述泡沫碳化硅外管412的孔径尺寸、体积分数和比表面积，从而满足不同的换热需求。此外，碳化硅材质和泡沫碳化硅材质皆为强耐腐蚀性材料，因此延长了所述换热管41和所述折流板5使用寿命，进而延长了换热器的使用寿命。所述壳体1一端的上部设置有壳程流体入口11，所述壳体1另一端的下部设置有壳程流体出口12，壳程流体可通过所述壳程流体入口11进入所述壳体1内，再经所述壳程流体出口12流出。所述壳体1一端的封头3上端设置有介质入口31，所述壳体1另一端的封头3下端设置有介质出口32，所述换热管41内的介质通过所述介质入口31进入对应一侧的封头3，再进入所述换热管41内；所述换热管41内的介质在所述换热管41内换热后再通过介质出口32流出，完成整个换热过程。所述换热管41内介质的流向取决于所述介质入口31和所述介质出口32的开设位置，所述壳体1内流体的流向取决于所述壳程流体入口11和所述壳程流体出口12的开设位置。优选地，所述换热管41内介质的流向与所述壳体1内流体的流向方向相反，从而能够延长换热管41内介质和壳内流体的换热时间，进而增强换热效果。

在该实施例中，如图4至图6所示，所述外管412的外壁设置有扰流部413，所述扰流部413能够所述壳内流体起到扰流效果，从而增强壳体1流体与所述换热管41内的介质的换热效果。所述扰流部413为条形结构、波浪形结构或螺旋形结构；其中，当所述扰流部413为条形结构或波浪形结构时，所述扰流部413的延伸方向与所述换热管41的延伸方向相同；所述扰流部413为螺旋形结构时，所述扰流部413环绕所述外管412外壁设置，扰流效果更强。优选地，所述扰流部413也为泡沫碳化硅材质，耐高温、耐腐蚀，且所述扰流部413与所述外管412为一体式结构或采用高温烧结工艺连接为一体，因此所述扰流部413的抗冲击性能优异，不会在壳内流体的冲击下脱落，延长了换热器的使用寿命。

在该实施例中，所述内管411与所述外管412为一体式结构，且所述内管411与所述外管412同轴设置，所述内管411和所述外管412采用高温烧结工艺连接为一体，形成一体式结构，增强了所述换热管41的抗冲击性能，延长了所述换热管41的使用寿命。

在该实施例中，所述外管412为圆柱形结构或棱柱形结构，当所述外管412为棱柱形时，其与所述壳体1内的流体的接触面更大，换热效率更高。

在该实施例中，所述换热管41两端设置外螺纹，所述管板2对应设置有内螺纹，所述换热管41两端与所述管板2通过螺纹连接，所述换热管41的两端通过螺纹与管板2相连接，一方面使得所述换热管41的结构更为稳定，在壳体1内流体的冲击下不会发生晃动等情况，另一方面通过螺纹连接的方式增强了所述换热管41与所述管板2之间的密封性，避免壳体1内流体发生泄漏等情况，降低了渗漏风险。

在该实施例中，如图7所示，所述折流板5的形状为半圆盘形结构，所述折流板5的个数为多个，多个所述折流板5等间距设置于所述壳体1内，所述折流板5的圆弧边与壳体1内壁固定连接。所述折流板5交替设置于所述壳体1的上半部分和下半部分，从而保证所述壳体1内的流体能够在所述折流板5的作用下不断改变流动方向，延长所述壳体1内流体的流程，提高换热效率。

在该实施例中，如图8所示，所述折流板5为螺旋式结构，所述折流板5的两端分别与所述管板2固定连接。传统的折流板5皆为平板式节流板，对于壳体1内流体的流向改变和扰动作用小，因此换热效率低，并且在壳体1流体的冲击下，折流板5很容易发生脱落。而将所述折流板5设置于螺旋式，能够显著增强对所述壳体1内流体的扰动效果，延长所述壳体1内流体的流程，并且能够降低所述壳体1内流体对于折流板5的冲击性，进而降低了折流板5脱落的风险。

在该实施例中，如图7和图8所示，所述折流板5上开设有多个通孔51，所述换热管41能够对应穿过所述通孔51，所述通孔51的设置既能够对所述换热管41的设置起到导向作用，又能够保证所述折流板5以一定的形式设置于所述壳体1内。

在该实施例中，如图9所示，所述管板2上开设有多个阶梯形圆孔，所述阶梯形圆孔的个数与所述换热管41的个数相对应；所述阶梯形圆孔的大直径处带有内螺纹，小直径处与所述换热管41的直径相匹配；所述阶梯形圆孔的大直径处配合设置有带外螺纹的压盖21，所述压盖21的轴向中心也开设有与所述换热管41直径相匹配的圆孔；在所述阶梯形圆孔的台阶上与所述压盖21的下端面之间安装有弹性密封圈。通过在所述管板2上开设有带有螺纹的阶梯形圆孔，一方面能够对换热管41进行固定，且通过螺纹连接使得换热管41的安装、检修和清理更为方便，另一方面可与压盖21和弹性密封圈相配合，悬紧压盖21使得密封圈对所述管板2进行密封，从而大大提高了所述管板2与所述换热管41的密封性和约束性，因而可使本申请的换热器更适合于高温和高压条件下使用。具体地，所述弹性密封圈为O型圈，O型圈的材质为氟橡胶或全氟醚。

本实用新型的实施例还提供了一种换热系统，包括上述任一实施例所述的换热器。

在该实施例中，由于包括上述任一实施例所述的换热器，因而对应具有上述实施例所述的换热器的有益效果，在此不再一一赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种换热器，其特征在于，包括壳体、管板、封头、换热管束和折流板；其中，所述封头设置于所述壳体两端，所述管板设置于所述封头和所述壳体之间，所述换热管束和所述折流板设置于所述壳体内，所述换热管束穿过所述管板与所述封头相连通；所述换热管束包括多个平行设置的换热管，所述换热管包括内管和外管，所述外管套设在所述内管外；所述内管为碳化硅内管，所述外管为泡沫碳化硅外管；所述折流板为碳化硅折流板。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述外管的外壁设置有扰流部，所述扰流部为条形结构、波浪形结构或螺旋形结构；其中，当所述扰流部为条形结构或波浪形结构时，所述扰流部的延伸方向与所述换热管的延伸方向相同；所述扰流部为螺旋形结构时，所述扰流部环绕所述外管外壁设置。

3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述内管与所述外管为一体式结构，且所述内管与所述外管同轴设置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的换热器，其特征在于，所述外管为圆柱形结构或棱柱形结构。

5.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热管两端设置外螺纹，所述管板对应设置有内螺纹，所述换热管两端与所述管板通过螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述折流板的形状为半圆盘形结构，所述折流板的个数为多个，多个所述折流板等间距设置于所述壳体内，所述折流板的圆弧边与壳体内壁固定连接。

7.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述折流板为螺旋式结构，所述折流板的两端分别与所述管板固定连接。

8.根据权利要求6或7所述的换热器，其特征在于，所述折流板上开设有多个通孔，所述换热管能够对应穿过所述通孔。

9.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述管板上开设有多个阶梯形圆孔，所述阶梯形圆孔的个数与所述换热管的个数相对应；所述阶梯形圆孔的大直径处带有内螺纹，小直径处与所述换热管相匹配；所述阶梯形圆孔的大直径处配合设置有带外螺纹的压盖，所述压盖的轴向中心也开设有与所述换热管直径相匹配的圆孔；在所述阶梯形圆孔的台阶上与所述压盖的下端面之间安装有弹性密封圈。

10.一种换热系统，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的换热器。