CN211120806U - 一种能够提高换热效率的夹套换热器 - Google Patents

Abstract

一种能够提高换热效率的夹套换热器，属于化工热交换设备技术领域，用于冷却夹带烟尘及高沸物杂质的热物料。其技术方案是：在内筒体中增加了冷却管和翅片，冷却管由轴向管、横管和弯头组成，轴向管位于内筒体的中心轴线上，轴向管的两端分别通过弯头与横管相连接，横管与夹套筒体的上部和下部腔室相连通，翅片为长方形板片，翅片的长方形板面的长边与轴向管焊接连接，多个翅片环绕轴向管的圆周均布。本实用新型结构简单、设计科学合理，不会因粉尘堆积堵塞换热器，夹套筒体中的冷却管和翅片增加了冷热流体的换热面积，能够最大限度地对热物料降温，同时能够大量地吸收热量，增加生产的蒸汽量，有利于对热量的综合利用，大大提高了换热效率。

Description

一种能够提高换热效率的夹套换热器

技术领域

本实用新型涉及一种提高换热效率的夹套换热器，属于化工热交换设备技术领域。

背景技术

在氯化产业中，通常采用氯化炉作为反应装置，它是一种沸腾流化床反应器。产物具有高温、夹带烟尘、含有气化的氯化铁、氯化铝等高沸杂质的特性。因此在对高温物料降温过程中，对换热器的要求也更高。目前化工企业中采用的换热器包括列管式、平板式、夹套式换热器。其中列管式换热器为管壳式结构，冷热流体分别走管程和壳程，由于其结构紧凑换热面积大换热效率高等特性目前应用较为广泛。但是本工艺产生的物料，温度较高为800℃至1000℃，冷热流体温差大会对管壳式换热器产生较大热应力，对换热器的制造要求较高。并且物料夹带烟尘含有一定量的高沸物，高沸物降温过程中在管壁液化或者结晶时会连带烟尘一起粘附在管壁上导致换热效率降低甚至堵塞换热器。平板式换热器，采用间壁式结构，也具有换热面积大换热效率高的特点，但是其承压能力较弱，在降温过程中冷流体侧会产生大量蒸汽，压力变化较大，会对换热器产生较大不利影响。而传统的夹套换热器，通常采用热流体走筒体，冷流体走夹套，虽然热流体的流动空间较大一般不易堵塞换热器，但是由于其换热面积较小，且筒内的流速较低因此换热效率较低，难以满足工艺要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够提高换热效率的夹套换热器，这种夹套换热器既可以保证粉尘及高沸杂质不堵塞换热器，又增加了换热面积，提高了换热器的换热效率。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种能够提高换热效率的夹套换热器，它包括内筒体和夹套筒体，内筒体的两端分别由内筒体上封头和内筒体下封头进行封闭，夹套筒体套装在内筒体的外周，夹套筒体下端的夹套下封头位于内筒体下封头的外部，夹套筒体的上端与内筒体上封头外壁相连接，内筒体的上端与热物料输入管相连接，内筒体的下端有热物料出口与热物料输出管相连接，夹套筒体的上部和下部分别与冷却流体管路相连接，在内筒体中增加了冷却管和翅片，冷却管由轴向管、横管和弯头组成，轴向管位于内筒体的中心轴线上，轴向管的两端分别通过弯头与横管相连接，横管与夹套筒体的上部和下部腔室相连通，翅片为长方形板片，翅片的长方形板面的长边与轴向管焊接连接，多个翅片环绕轴向管的圆周均布。

上述能够提高换热效率的夹套换热器，所述内筒体上封头为椭圆形封头，内筒体上封头的圆周与内筒体焊接连接，内筒体上封头顶部开孔，开孔下部与隔热筒上端焊接连接，开孔上端与热物料输入管相连接，内筒体下封头为锥形封头，内筒体下封头与热物料出口相连接，热物料出口与热物料输出管路相连接，内筒体顶面与隔热筒下端焊接连接，在内筒体顶面上方的内筒体上封头和隔热筒围成的空腔中填充浇注料。

上述能够提高换热效率的夹套换热器，所述夹套筒体的上部和下部外周分别有上环管和下环管，夹套筒体上部外周通过多个出口接管与上环管焊接连接，出口接管沿着夹套筒体上部圆周均布，夹套下封头外周通过多个进口接管与下环管焊接连接，进口接管沿着夹套下封头圆周均布，上环管和下环管分别与冷却流体的输出管道和输入管道相连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型充分利用内筒体的内部空间，增加了冷却管和翅片，冷却管与夹套筒体相连接，翅片焊接在冷却管的管壁上，翅片与内筒体中的热物料充分接触，夹套筒体中的冷却流体通过冷却管和翅片与内筒体中的热物料进行热交换，增加了冷热流体的换热面积，提高了换热效率。

本实用新型结构简单、设计科学合理，不会因粉尘堆积堵塞换热器，能够最大限度地对热物料降温，同时能够大量地吸收热量，增加生产的蒸汽量，有利于对热量的综合利用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是翅片分布的俯视图。

图中标记如下：夹套筒体1、夹套下封头2、人孔3、内筒体4、内筒体下封头5、内筒体上封头6、隔热筒7、热物料出口8、冷却管9、轴向管10、横管11、弯头12、翅片13、上环管14、下环管15、出口接管16、进口接管17。

具体实施方式

本实用新型由夹套筒体1、夹套下封头2、人孔3、内筒体4、内筒体下封头5、内筒体上封头6、隔热筒7、热物料出口8、冷却管9、轴向管10、横管11、弯头12、翅片13、上环管14、下环管15、出口接管16、进口接管17组成。

其中，内筒体4、内筒体下封头5、内筒体上封头6、隔热筒7、热物料出口8构成热物料的流动空间。夹套筒体1、夹套下封头2、夹套上封头3、冷却管9、翅片13、上环管14、下环管15、出口接管16、进口接管17构成冷却流体的流动空间。热物料和冷却流体通过内筒体4、夹套筒体1、冷却管9、翅片13进行热交换。

图中显示，内筒体4的两端分别由内筒体上封头6和内筒体下封头5进行封闭。内筒体上封头6为椭圆形封头，内筒体上封头6的圆周与内筒体4焊接连接，内筒体上封头6顶部开孔，开孔上端与热物料输入管相连接，向内筒体4内输入热物料。内筒体上封头6的开孔下部与隔热筒7上端焊接连接，内筒体顶面与隔热筒7下端焊接连接，在内筒体顶面上方的内筒体上封头6和隔热筒7围成的空腔中填充浇注料，起到隔热保护内筒体4和内筒体上封头6的作用。内筒体下封头5为锥形封头，内筒体下封头5与热物料出口8相连接，热物料出口8与热物料输出管路相连接。

图中显示，夹套筒体1套装在内筒体4的外周，夹套筒体1下端的夹套下封头2位于内筒体下封头5的外部，夹套筒体1的上端与内筒体上封头6外壁相连接，在夹套筒体1上有人孔3，人孔3通过夹套筒体1与内筒体4相连通。

图中显示，夹套筒体1的上部和下部外周分别有上环管14和下环管15，上环管14和下环管15分别与冷却流体的输出管道和输入管道相连接。夹套筒体1上部外周通过多个出口接管16与上环管14焊接连接，出口接管16沿着夹套筒体1上部圆周均布，将夹套筒体1内的冷却流体排出。夹套下封头2外周通过多个进口接管17与下环管15焊接连接，进口接管17沿着夹套下封头2圆周均布，向夹套筒体1内输入冷却流体。

图中显示，内筒体4中安装有冷却管9和翅片13。冷却管9由轴向管10、横管11和弯头12组成，轴向管10位于内筒体4的中心轴线上，轴向管4的两端分别通过弯头12与横管11相连接，横管11与夹套筒体1的上部和下部腔室相连通。翅片13为长方形板片，翅片13的长方形板面的长边与轴向管10焊接连接，多个翅片13环绕轴向管10的圆周均布。由于翅片13的面积较大，必须在焊接内筒体上封头6或内筒体下封头5之前放入内筒体1内，为了施工方便，可以将每片翅片13的板面切割成若干小块，在内筒体1内焊接组装。冷却管9及翅片13在材质选择上选用304不锈钢，最高耐温800℃，具有加工性能好，韧性高，耐腐蚀的特性，保障了该装置的持久使用性。

冷却管9和翅片13提高了夹套换热器的换热效率，在保证不使热物料堵塞结垢堵塞换热器的前提下，增大了冷热流体的换热面积，从而快速而充分地将热物料的热量传导到冷却流体，提高了换热器的换热效率。在内筒体4内增加冷却管9及翅片13还减少了热流体的流动截面积，增加了流速，在一定程度上增加了换热效率。

本实用新型的工作过程如下：

首先，热物料通过内筒体上封头6的开孔及内筒体4上端的隔热筒7到达内筒体4的腔室内，同时冷却水通过下环管15和进口接管17进入夹套下封头2，及夹套筒体1的出口横管11以下的空间，通过夹套筒体1的内壁与内筒体4中的热物料进行热交换；

夹套筒体1内的一部分冷却水从冷却管9的下端进入冷却管9，冷却管9在内筒体4内，冷却管9中的冷却水以轴向管10及翅片13作为换热面与内筒体4中的热物料换热产生蒸汽，产生的蒸汽从冷却管9上端流入夹套筒体1内；

夹套筒体1中经过热交换产生的蒸汽通过夹套筒体1上部的出口接管16和上环管14排出，输送到蒸汽管道中；

内筒体4中经过热交换后的热物料通过内筒体4下端的热物料出口8进入热物料输出管，将换热后的热物料排出。

本实用新型的一个实施例如下：

夹套筒体1的直径为1450mm，高度为2340mm；

夹套下封头2的高度为680mm，锥度为45°；

人孔3的直径为418mm；

内筒体4的直径为1300mm，高度为2467mm；

内筒体下封头5的高度为594mm，锥度为45°；

内筒体上封头6的直径为1300mm，高度为650mm；

隔热筒7的直径为367mm，高度为550mm；

热物料出口8的直径为241mm；

冷却管9的轴向管10的长度为1578mm，直径为108mm，横管11的直径为108mm，长度为520mm；

翅片13的长度为1500mm，宽度为400mm；

上环管14的直径为77mm，圆周长度为5652mm；

下环管15的直径为64mm，圆周长度为3598mm。

Claims (3)

1.一种能够提高换热效率的夹套换热器，它包括内筒体（4）和夹套筒体（1），内筒体（4）的两端分别由内筒体上封头（6）和内筒体下封头（5）进行封闭，夹套筒体（1）套装在内筒体（4）的外周，夹套筒体（1）下端的夹套下封头（2）位于内筒体下封头（5）的外部，夹套筒体（1）的上端与内筒体上封头（6）外壁相连接，内筒体（4）的下端有热物料出口（8）与热物料输出管相连接，内筒体（4）的上端与热物料输入管相连接，夹套筒体（1）的上部和下部分别与冷却流体管路相连接，其特征在于：在内筒体（4）中增加了冷却管（9）和翅片（13），冷却管（9）由轴向管（10）、横管（11）和弯头（12）组成，轴向管（10）位于内筒体（4）的中心轴线上，轴向管（10）的两端分别通过弯头（12）与横管（11）相连接，横管（11）与夹套筒体（1）的上部和下部腔室相连通，翅片（13）为长方形板片，翅片（13）的长方形板面的长边与轴向管（10）焊接连接，多个翅片（13）环绕轴向管（10）的圆周均布。

2.根据权利要求1所述的能够提高换热效率的夹套换热器，其特征在于：所述内筒体下封头（5）为锥形封头，内筒体下封头（5）与热物料出口（8）相连接，内筒体上封头（6）为椭圆形封头，内筒体上封头（6）的圆周与内筒体（4）上端焊接连接，内筒体上封头（6）顶部开孔，开孔下部与隔热筒（7）上端焊接连接，开孔上端与热物料输入管相连接，内筒体顶面与隔热筒（7）下端焊接连接，在内筒体顶面上方的内筒体上封头（6）和隔热筒（7）围成的空腔中填充浇注料。

3.根据权利要求1所述的能够提高换热效率的夹套换热器，其特征在于：所述夹套筒体（1）的上部和下部外周分别有上环管（14）和下环管（15），夹套筒体（1）上部外周通过多个出口接管（16）与上环管（14）焊接连接，出口接管（16）沿着夹套筒体（1）上部圆周均布，夹套下封头（2）外周通过多个进口接管（17）与下环管（15）焊接连接，进口接管（17）沿着夹套下封头（2）圆周均布，上环管（14）和下环管（15）分别与冷却流体的输出管道和输入管道相连接。

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