CN211854994U - 一种超高温气体的冷却器 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种超高温气体的冷却器，包括左端进气室、冷却器本体、右端排气室，所述左端进气室与冷却器本体左边焊接，右端排气室与冷却器本体右边焊接连接，其特征是：所述左端进气室的内筒体与外筒体之间构成水冷夹套，水冷夹套进水口与冷却水供水设备连接，冷却水通过水冷夹套进水口进入水冷夹套冷却内筒体后从水冷夹套出水口排出，左端管板上设置有左端管板热防护构件。本申请与现有技术相比具有以下优点：设备结构简单、设备使用寿命长、投资少、运行安全可靠、维护方便。
Description
技术领域
本申请涉及一种超高温气体的冷却器，主要用于航空航天、石油化工、冶金等领域的超高温工艺气体的冷却。
背景技术
在航天、航天的试验装置的试验过程中和石油化工、冶金的工业生产中，常常会产生大量的超高温气体，航空航天的试验装置在试验过程中从试验舱产生的气体温度可达到2000℃以上，该气体必须被冷却才不会对后面设备造成烧蚀损坏；在石油化工和冶金工业生产中也会产生的大于600℃的高温气体，必须进行冷却并回收其中的余热；由于被冷却的气体温度过高，目前常用的冷却器已无法满足要求，主要弊端体现在以下几个方面：
（1）由于进气温度过高，进气室没有采用水冷保护，进气室会被高温气体烧蚀损坏，设备无法长时间运行。
（2）由于进气端管板没有采用特殊的热防护，管板和换热管会被高温气体烧蚀损坏，管板与换热管的焊缝也会被烧蚀损坏，造成泄漏，设备无法长时间运行。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是，改变现有冷却器的技术缺陷，为航天航空、石油化工、冶金行业提供一种设备结构简单、使用寿命长、投资少、运行安全可靠、维护方便的一种超高温气体的冷却器。
本申请解决上述问题所采用的技术方案是：一种超高温气体的冷却器，包括左端进气室、冷却器本体、右端排气室，所述左端进气室与冷却器本体左边焊接，右端排气室与冷却器本体右边焊接连接，其特征是：所述左端进气室的内筒体与外筒体之间构成水冷夹套，水冷夹套进水口与冷却水供水设备连接，冷却水通过水冷夹套进水口进入水冷夹套与内筒体进行热交换冷却内筒体后从水冷夹套出水口排出，保护内筒体不被超高温气体烧蚀损坏，左端管板上设置有左端管板热防护构件，保护左端管板和换热管不被超高温气体烧蚀或损坏。
所述左端进气室由内筒体、外筒体、水冷夹套进水法兰、水冷夹套进水管、水冷夹套出水法兰、水冷夹套出水管组成，所述内筒体与左端管板焊接，所述外筒体一端与冷却器左壳体焊接，外筒体另一端与内筒体焊接，水冷夹套通过水冷夹套进水管、水冷夹套进水法兰连接冷却水供水设备，水冷夹套通过水冷夹套出水管连接水冷夹套出水法兰，用来排出冷却内筒体用的冷却水，水冷夹套进水法兰位于左端进气室右侧下部，水冷夹套出水法兰位于左端进气室左侧上部，冷却水进入水冷夹套，与内筒体充分热交换后再从水冷夹套出水管、水冷夹套出水法兰流出。
所述冷却器本体由壳层进水法兰、壳层进水管、右端管板、换热管、冷却器右壳体、折流板一、折流板二、折流板三、膨胀节、壳层出水法兰、壳层出水管、冷却器左壳体、左端管板组成，冷却器左壳体左侧与左端管板右侧、左端进气室外筒体右侧焊接，冷却器左壳体右侧与膨胀节左侧焊接，膨胀节右侧与冷却器右壳体左侧焊接，冷却器右壳体右侧与右端管板左侧焊接，左端管板左侧与左端进气室内筒体右侧焊接，右端管板右侧与右端排气室左侧焊接，换热管安装在左端管板、右端管板之间，折流板一、折流板二、折流板三设置在由冷却器左壳体、膨胀节、冷却器右壳体构成的冷却器壳层内，冷却器壳层（进水口）通过壳层进水管、壳层进水法兰连接冷却水供水设备，冷却器壳层（出水口）上设置壳层出水管、壳层出水法兰，壳层进水法兰位于冷却器本体右侧下部，壳层出水法兰位于冷却器本体左侧上部；冷却水从冷却器壳层进水法兰口进入冷却器壳层，通过不同结构的冷却水折流板一、折流板二、折流板三、将冷却水均匀地分配到冷却器的所有区域，冷却水从右向左流动，再从冷却器的壳层出水法兰口流出。
所述右端管板与左端管板之间设置多块不同结构的折流板，其作用主要是增加管间流体流速，提高传热效果，同时起支撑管束、防止管束振动和换热管弯曲的作用，并将冷凝器本体分成多个的冷却单元；折流板一为T型结构，折流板二为工字型结构，折流板三为铜钱型结构；所述壳层进水法兰位于冷却器本体右侧下部，壳层出水法兰位于冷却器本体左侧上部。
所述左端管板热防护构件保护左端管板和换热管不被超高温气体烧蚀损坏；左端管板热防护构件由爪钉、陶瓷套管、耐火材料组成，所述陶瓷套管由陶瓷套管一、陶瓷套管二固定构成，爪钉焊接在左端管板上，陶瓷套管一套在陶瓷套管二外面，陶瓷套管二套在左端管板的换热管内，所有换热管全部安装陶瓷套管，左端管板左侧、内筒体、换热管之间设置耐火材料。
本申请与现有技术相比，具有以下优点：设备结构简单、设备使用寿命长、投资少、运行安全可靠、维护方便，为航天航空、石油化工、冶金行业的超高温气体的冷却并回收其余热提供了一种超高温气体的冷却器。
附图说明
图1为本申请实施例的结构示意图；
图2为图1的A向示意图；
图3为图1的B-B向示意图；
图4为本申请实施例左端管板热防护构件的结构示意图；
图5为本申请实施例折流板一的结构示意图；
图6为本申请实施例折流板二的结构示意图；
图7为本申请实施例折流板三的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步描述。所述左、右、上、下是相对图1而言的。
参见图1～图7，本申请实施例一种可在线清洗的超高温气体冷却器，包括：左端进气室1、左端管板热防护构件2、冷却器本体3、右端排气室4、支脚5，所述左端进气室1的内筒体1.3与左边管板3.13采用焊接连接，右端排气室4与右边管板3.3采用焊接连接，其特征是：左端进气室1的内筒体1.3采用水冷夹套1.7冷却，保护内筒体1.3不被超高温气体烧蚀损坏，左端管板3.13采用左端管板热防护构件2保护该管板和换热管3.4不被超高温气体烧蚀或损坏。
本实施例中的左端进气室1由内筒体1.3、外筒体1.4、水冷夹套进水法兰1.1、水冷夹套进水管1.2、水冷夹套出水法兰1.5、水冷夹套出水管1.6组成，内筒体1.3采用焊接与左端管板3.13连接，外筒体1.4一端采用焊接与冷却器左壳体3.12连接，另一端采用焊接与内筒体1.3连接，内筒体1.3与外筒体1.4之间构成水冷夹套1.7，水冷夹套1.7内通冷却水冷却内筒体1.3，保护内筒体1.3不被超高温气体烧蚀损坏，冷却水从下方的水冷夹套进水法兰1.1、水冷夹套进水管1.2进入水冷夹套1.7，再从上部的水冷夹套出水管1.6、水冷夹套出水法兰1.5口流出。
本实施例中的冷却器本体3由壳层进水法兰3.1、壳层进水管3.2、右端管板3.3、换热管3.4、冷却器右壳体3.5、折流板一3.6、折流板二3.7、折流板三3.8、膨胀节3.9、壳层出水法兰3.10、壳层出水管3.11、冷却器左壳体3.12、左端管板3.13组成；冷却水从冷却器的右端下方的壳层进水法兰3.1口进入冷却器壳层，通过不同结构的冷却水折流板一3.6、折流板二3.7、折流板三3.8、将冷却水均匀地分配到冷却器的所有区域，冷却水从右向左流动，再从冷却器左端上部的壳层出水法兰3.10口流出。
本实施例中的右端管板3.3与左端管板3.13之间设置多块不同结构的折流板，其作用主要是增加管间流体流速，提高传热效果，同时起支撑管束、防止管束振动和换热管3.4弯曲的作用，并将冷凝器本体3分成多个冷却单元；折流板一3.5为T型结构，折流板二3.6为工字型结构，折流板三3.7为铜钱型结构；冷却水从冷却器的右端下方的壳层进水法兰3.1口进入冷却器壳层第一个冷却单元，通过折流板一3.5将冷却水分成上下三股水流后进入第二个冷却单元，再通过折流板二3.6将水流分成左右二股后进入第三冷却单元，再通过折流板三3.7汇成一股水流后进入第四个冷却单元，再依次通过折流板二3.6和折流板三3.7，最终流出到左端上部后从水冷夹套出水法兰3.10口流出，整个过程冷却水通过换热管3.4将管内的超高温气体冷却。
参见图4，本实施例中的左端管板热防护构件2，保护左端管板3.13和换热管3.4不被超高温气体烧蚀损坏；左端管板热防护构件2由爪钉2.1、陶瓷套管一2.2、陶瓷套管二2.3、耐火材料2.4组成，爪钉2.1焊接在左端管板3.13的管孔之间，陶瓷套管一2.2套在陶瓷套管二2.3外面，再将陶瓷套管二2.3套在左端管板3.13的换热管3.4内，换热管3.4全部安装陶瓷套管后再在左端管板3.13左侧表面打结上耐火材料2.4。
虽然本申请已以实施例公开如上，但其并非用以限定本申请的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本申请的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本申请的保护范围。
Claims (5)
1.一种超高温气体的冷却器，包括左端进气室、冷却器本体、右端排气室，所述左端进气室与冷却器本体左边焊接，右端排气室与冷却器本体右边焊接连接，其特征是：所述左端进气室的内筒体与外筒体之间构成水冷夹套，水冷夹套进水口与冷却水供水设备连接，冷却水通过水冷夹套进水口进入水冷夹套，从水冷夹套出水口排出，左端管板上设置有左端管板热防护构件。
2.根据权利要求1所述超高温气体的冷却器，其特征是：所述左端进气室由内筒体、外筒体、水冷夹套进水法兰、水冷夹套进水管、水冷夹套出水法兰、水冷夹套出水管组成，所述内筒体与左端管板焊接，所述外筒体一端与冷却器左壳体焊接，外筒体另一端与内筒体焊接，水冷夹套通过水冷夹套进水管、水冷夹套进水法兰连接冷却水供水设备，水冷夹套通过水冷夹套出水管连接水冷夹套出水法兰，水冷夹套进水法兰位于左端进气室右侧下部，水冷夹套出水法兰位于左端进气室左侧上部。
3.根据权利要求2所述超高温气体的冷却器，其特征是：所述冷却器本体由壳层进水法兰、壳层进水管、右端管板、换热管、冷却器右壳体、折流板一、折流板二、折流板三、膨胀节、壳层出水法兰、壳层出水管、冷却器左壳体、左端管板组成，冷却器左壳体左侧与左端管板右侧、左端进气室外筒体右侧焊接，冷却器左壳体右侧与膨胀节左侧焊接，膨胀节右侧与冷却器右壳体左侧焊接，冷却器右壳体右侧与右端管板左侧焊接，左端管板左侧与左端进气室内筒体右侧焊接，右端管板右侧与右端排气室左侧焊接，换热管安装在左端管板、右端管板之间，折流板一、折流板二、折流板三设置在由冷却器左壳体、膨胀节、冷却器右壳体构成的冷却器壳层内，冷却器壳层通过壳层进水管、壳层进水法兰连接冷却水供水设备，冷却器壳层上设置壳层出水管、壳层出水法兰，壳层进水法兰位于冷却器本体右侧下部，壳层出水法兰位于冷却器本体左侧上部。
4.根据权利要求3所述超高温气体的冷却器，其特征是：所述右端管板与左端管板之间的折流板一、折流板二、折流板三将冷凝器本体分成多个冷却单元；折流板一为T型结构，折流板二为工字型结构，折流板三为铜钱型结构。
5.根据权利要求3所述超高温气体的冷却器，其特征是：所述左端管板热防护构件由爪钉、陶瓷套管、耐火材料组成，所述陶瓷套管由陶瓷套管一、陶瓷套管二固定构成，爪钉焊接在左端管板上，陶瓷套管一套在陶瓷套管二外面，陶瓷套管二套在左端管板的换热管内，所有换热管全部安装陶瓷套管，左端管板左侧、内筒体、换热管之间设置耐火材料。
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| CN202020118987.8U CN211854994U (zh) | 2020-01-19 | 2020-01-19 | 一种超高温气体的冷却器 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112729754A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-30 | 北京航天益森风洞工程技术有限公司 | 一种适用于超高温等离子体风洞的冷却器 |
| CN114060850A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-02-18 | 北京航空航天大学 | 一种具有自主冷却夹层的超高温空气燃油换热器 |
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2020
- 2020-01-19 CN CN202020118987.8U patent/CN211854994U/zh active Active
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