CN212458043U - 进出料热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种进出料热交换器，包括：壳体，壳体上设有壳侧进料口及壳侧出料口，壳体的右、左两端分别设置有第一管箱和第二管箱，第二管箱内部设置有多个腔体；多个换热管，多个换热管设置于壳体中且贯通壳体的左、右两端，将多个腔体分别与第一管箱连通；第一管箱上设有管侧进料口，第二管箱的至少一个腔体上设有管侧出料口，其他腔体上设有分支出料口，分支出料口上设有调节阀；或者，第一管箱上设有管侧出料口，第二管箱的至少一个腔体上设有管侧进料口，其他腔体上设有分支进料口，分支进料口上设有调节阀。这种进出料热交换器能够解决由于进出料热交换器在工作初期和末期结垢状态不同，出现换热面积不足或者过量的问题。

Description

进出料热交换器

技术领域

本实用新型属于热交换技术领域，更具体地，涉及一种进出料热交换器。

背景技术

随着工业的不断发展及对能源利用、开发的合理性与有效性的要求不断提高，进出料热交换器在装置中的应用越来越广泛。进出料热交换器一般用于反应器或者塔器等有温度变化的进口物料和出口物料的换热，保证进入反应器或者塔器的物料入口温度满足要求，提高热量的利用率，减少能源消耗。由于工艺要求，进出料热交换器两侧物料的流量和温度不能偏离设定值，因此对热交换器换热率的准确性要求比较高，设计换热面积富裕量不能太大。

在工业生产中，由于装置操作负荷变化、原料来源不同、模拟物性的准确性以及热交换器设计存在误差等原因，很难确保进出料热交换器的设计满足所有工况；同时，由于在装置操作初期和末期的结垢状态不同，进出料热交换器势必会出现换热面积不足或者过量的问题，这就造成进出料热交换器的两侧物料出口温度变化达不到工艺要求(或高或低)，这种波动对工艺流程的稳定性会造成显著影响。

目前，为了避免进出料热交换器两侧物料出口温度变化对工艺流程稳定性的影响，通常采取的方案是增加备用热交换器，这不仅造成设备投资和能源消耗的增加，还增加了控制的复杂程度。

因此，期待研发一种换热面积可调节的进出料热交换器，避免进出料热交换器在工作初期和末期的结垢状态不同，出现换热面积不足或者过量的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种进出料热交换器，解决由于进出料热交换器在工作初期和末期结垢状态不同，出现换热面积不足或者过量的问题，提高工艺流程的操作稳定性，降低设备投资和控制的难度。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种进出料热交换器，包括：

壳体，所述壳体上设有壳侧进料口及壳侧出料口，所述壳体的右、左两端分别设置有第一管箱和第二管箱，所述第二管箱内部设置有多个腔体；

多个换热管，所述多个换热管设置于所述壳体中且贯通所述壳体的左、右两端，将所述多个腔体分别与所述第一管箱连通；

所述第一管箱上设有管侧进料口，所述第二管箱的至少一个所述腔体上设有管侧出料口，其他所述腔体上设有分支出料口，所述分支出料口上设有调节阀；

或者，所述第一管箱上设有管侧出料口，所述第二管箱的至少一个所述腔体上设有管侧进料口，其他所述腔体上设有分支进料口，所述分支进料口上设有调节阀。

可选地，所述壳体呈圆柱状，包括环形侧壁及设置于所述环形侧壁两端的管板，所述多个换热管的两端分别连接于所述管板上。

可选地，所述第二管箱内部设有隔板，所述隔板的边缘分别连接于所述管板及所述第二管箱的内壁，将所述第二管箱分隔为两个腔体。

可选地，所述隔板呈圆筒状，其一端连接于所述管板，另一端连接于所述第二管箱的内壁，在所述第二管箱内形成一个圆柱型腔体及一个环形腔体。

可选地，所述分支出料口或所述分支进料口设置于所述圆柱型腔体上。

可选地，所述圆柱型腔体通过一个所述换热管连通于所述第一管箱，所述换热管的直径与所述圆柱型腔体的直径相等。

可选地，所述隔板与所述管板通过焊接连接。

可选地，所述分支出料口通过分支接管连接于分支出料管线，所述调节阀设置于所述分支出料管线上；

或者，所述分支进料口通过分支接管连接于分支进料管线，所述调节阀设置于所述分支进料管线上。

可选地，所述管侧出料口通过管侧出口接管连接于管侧出料管线。

可选地，所述壳侧进料口设置于所述壳体的靠近所述管侧出料口的一侧，所述壳侧出料口设置于所述壳体的靠近所述管侧进料口的一侧。

本实用新型的有益效果在于：

本方案的进出料热交换器使一种物料由壳侧进料口进入壳体，并由壳侧出料口流出；

另一种物料首先由第一管箱上的管侧进料口进入第一管箱，经换热管流过壳体与壳体中的物料换热，之后分散进入第二管箱中的各个腔体，并通过各个腔体上的管侧出料口和分支出料口流出，或者，首先由管侧进料口和分支进料口进入第二管箱中的各个腔体中，经换热管流过壳体与壳体中的物料换热，之后进入第一管箱中，并由第一管箱上的管侧出料口流出。

通过调节阀控制部分腔体进料口或出料口的通断，从而控制对应的换热管中的物料流通，以实现热交换面积的可调节。其结构简单，制造难度低，而且可实现换热面积调节，在满足冷热流体热集成的条件下，提高工艺流程的操作稳定性和能源的有效利用，显著降低设备投资和控制的难度，并且结构简单，制造成本低。本方案的进出料热交换器适用于在现有进出料热交换器的基础上进行优化和改造，进一步降低投资，节约成本。

本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的进出料热交换器的结构示意图。

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的第二管箱的截面图。

图3示出了根据本实用新型的一个实施例的第二管箱的截面图。

附图标记说明

1、管侧出料管线；2、分支出料管线；3、分支接管；4、管侧出口接管；5、第二管箱；6、圆柱型腔体；7、第一管箱；8、壳体；9、壳侧出料口；10、管侧进料口；11、壳侧进料口；12、调节阀；13、管板；14、换热管。

具体实施方式

下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

本实用新型公开了一种进出料热交换器，包括：

壳体，壳体上设有壳侧进料口及壳侧出料口，壳体的右、左两端分别设置有第一管箱和第二管箱，第二管箱内部设置有多个腔体；

多个换热管，多个换热管设置于壳体中且贯通壳体的左、右两端，将多个腔体分别与第一管箱连通；

第一管箱上设有管侧进料口，第二管箱的至少一个腔体上设有管侧出料口，其他腔体上设有分支出料口，分支出料口上设有调节阀；

或者，第一管箱上设有管侧出料口，第二管箱的至少一个腔体上设有管侧进料口，其他腔体上设有分支进料口，分支进料口上设有调节阀。

具体地，使一种物料由壳侧进料口进入壳体，并由壳侧出料口流出；

另一种物料首先由第一管箱上的管侧进料口进入第一管箱，经换热管流过壳体与壳体中的物料换热，之后分散进入第二管箱中的各个腔体，并通过各个腔体上的管侧出料口和分支出料口流出，或者，首先由管侧进料口和分支进料口进入第二管箱中的各个腔体中，经换热管流过壳体与壳体中的物料换热，之后进入第一管箱中，并由第一管箱上的管侧出料口流出。

通过调节阀控制部分腔体进料口或出料口的通断，从而控制对应的换热管中的物料流通，以实现热交换面积的可调节。其结构简单，制造难度低，而且可实现换热面积调节，在满足冷热流体热集成的条件下，提高工艺流程的操作稳定性和能源的有效利用，显著降低设备投资和控制的难度，并且结构简单，制造成本低。

本方案的进出料热交换器适用于在现有进出料热交换器的基础上进行优化和改造，进一步降低投资，节约成本。

作为优选方案，壳体呈圆柱状，包括环形侧壁及设置于环形侧壁两端的管板，多个换热管的两端分别连接于管板上。

具体地，管板就是在圆形钢板上钻出比管子外径一样略大一些的孔，是换热器中起到固定管子以及密封介质作用的圆钢。将管子穿入焊住固定，起这样作用的一种配件。

作为优选方案，第二管箱内部设有隔板，隔板的边缘分别连接于管板及第二管箱的内壁，将第二管箱分隔为两个腔体。

具体地，运行初期或操作负荷较低时，换热器的换热面积比较充足，此时，关闭一个腔体上的调节阀，使换热器的有效换热面积只有与另一个腔体连接的换热管；随着运行时间增加，换热管内壁和外壁的污垢逐渐增加，或者操作负荷提高，或换热器出口温度不能满足设计要求时，逐步打开调节阀，根据物料出口温度，调节与该调节阀连接的腔体所对应的换热管中的物料流量，以保持需要端物料的出口温度始终满足工艺要求。

作为优选方案，隔板呈圆筒状，其一端连接于管板，另一端连接于第二管箱的内壁，在第二管箱内形成一个圆柱型腔体及一个环形腔体。

具体地，第二管箱内采用圆柱型腔体及一个环形腔体配合的结构，有利于物料的流通，避免物料在第二管箱中淤积。

圆柱型腔体、环形腔体两部分的面积比可根据操作弹性及工况进行设计。

作为优选方案，分支出料口或分支进料口设置于圆柱型腔体上。

作为优选方案，圆柱型腔体通过一个换热管连通于第一管箱，换热管的直径与圆柱型腔体的直径相等。

作为优选方案，隔板与管板通过焊接连接。

具体地，壳体、换热管和管板为同一材质。

作为优选方案，分支出料口通过分支接管连接于分支出料管线，调节阀设置于分支出料管线上；

或者，分支进料口通过分支接管连接于分支进料管线，调节阀设置于分支进料管线上。

作为优选方案，管侧出料口通过管侧出口接管连接于管侧出料管线。

作为优选方案，壳侧进料口设置于壳体的靠近管侧出料口的一侧，壳侧出料口设置于壳体的靠近管侧进料口的一侧。

具体地，这样设置的目的是使壳侧物料流动方向与管侧物料流动方向相反，呈现逆流传热。

实施例

图1示出了本实施例的进出料热交换器的结构示意图；图2示出了本实施例的第二管箱的截面图；图3示出了本实施例的第二管箱的截面图。

如图1、图2所示，进出料热交换器，包括：

壳体8呈圆柱状，包括环形侧壁及设置于环形侧壁两端的管板13，壳体8的左、右两端分别设置有第一管箱7和第二管箱5，第二管箱5内部设有圆筒状隔板，其一端焊接于管板13，另一端连接于第二管箱5的内壁，在第二管箱5内形成一个圆柱型腔体6及一个环形腔体，多个换热管14设置于壳体8中且多个换热管14的两端分别连接于管板13上，将两个腔体分别与第一管箱7连通，壳体8上设有壳侧进料口11及壳侧出料口9，壳侧进料口11设置于壳体8的靠近第二管箱5的一侧，壳侧出料口9设置于壳体8的靠近第一管箱7的一侧；

第一管箱7上设有管侧进料口10，第二管箱5的环形腔体上设有管侧出料口，管侧出料口通过管侧出口接管4连接于管侧出料管线1，圆柱型腔体6上设有分支出料口，分支出料口通过分支接管3连接于分支出料管线2，分支出料管线2上设有调节阀12；

也可以使圆柱型腔体6通过一个换热管14连通于第一管箱7，换热管14的直径与圆柱型腔体6的直径相等，如图3所示。

工作过程：使壳侧物料由壳侧进料口11进入壳体，并由壳侧出料口9流出；管侧物料首先由第一管箱上7的管侧进料口10进入第一管箱7，经换热管14流过壳体8与壳体8中的壳侧物料换热，之后分散进入第二管箱5中的两个腔体，并通过环形腔体上的管侧出料口和圆柱型腔体6上的分支出料口流出。通过调节阀12控制圆柱型腔体6出料的通断，从而控制对应的换热管中的物料流通，以实现热交换面积的可调节。

当装置运行初期或操作负荷较低时，换热面积比较充足，此时，分支出料管线2上的调节阀12关闭，有效换热面积只有与第二管箱5的环形腔体连接的换热管；随着运行时间增加，换热管内壁和外壁的污垢逐渐增加，或者操作负荷提高，或换热器出口温度不能满足设计要求时，可逐步打开分支出料管线2上的调节阀12增大换热面积，根据物料出口温度调节通过圆柱型腔体6的物料流量，保持需要端物料的出口温度始终满足工艺要求。

本方案的进出料热交换器结构简单，制造难度低，而且可实现换热面积调节，在满足冷热流体热集成的条件下，提高工艺流程的操作稳定性和能源的有效利用，显著降低设备投资和控制的难度，并且结构简单，制造成本低。

本方案的进出料热交换器适用于在现有进出料热交换器的基础上进行优化和改造，进一步降低投资，节约成本。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种进出料热交换器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体上设有壳侧进料口及壳侧出料口，所述壳体的右、左两端分别设置有第一管箱和第二管箱，所述第二管箱内部设置有多个腔体；

多个换热管，所述多个换热管设置于所述壳体中且贯通所述壳体的左、右两端，将所述多个腔体分别与所述第一管箱连通；

所述第一管箱上设有管侧进料口，所述第二管箱的至少一个所述腔体上设有管侧出料口，其他所述腔体上设有分支出料口，所述分支出料口上设有调节阀；

或者，所述第一管箱上设有管侧出料口，所述第二管箱的至少一个所述腔体上设有管侧进料口，其他所述腔体上设有分支进料口，所述分支进料口上设有调节阀。

2.根据权利要求1所述的进出料热交换器，其特征在于，所述壳体呈圆柱状，包括环形侧壁及设置于所述环形侧壁两端的管板，所述多个换热管的两端分别连接于所述管板上。

3.根据权利要求2所述的进出料热交换器，其特征在于，所述第二管箱内部设有隔板，所述隔板的边缘分别连接于所述管板及所述第二管箱的内壁，将所述第二管箱分隔为两个腔体。

4.根据权利要求3所述的进出料热交换器，其特征在于，所述隔板呈圆筒状，其一端连接于所述管板，另一端连接于所述第二管箱的内壁，在所述第二管箱内形成一个圆柱型腔体及一个环形腔体。

5.根据权利要求4所述的进出料热交换器，其特征在于，所述分支出料口或所述分支进料口设置于所述圆柱型腔体上。

6.根据权利要求4所述的进出料热交换器，其特征在于，所述圆柱型腔体通过一个所述换热管连通于所述第一管箱，所述换热管的直径与所述圆柱型腔体的直径相等。

7.根据权利要求4所述的进出料热交换器，其特征在于，所述隔板与所述管板通过焊接连接。

8.根据权利要求1所述的进出料热交换器，其特征在于，所述分支出料口通过分支接管连接于分支出料管线，所述调节阀设置于所述分支出料管线上；

或者，所述分支进料口通过分支接管连接于分支进料管线，所述调节阀设置于所述分支进料管线上。

9.根据权利要求1所述的进出料热交换器，其特征在于，所述管侧出料口通过管侧出口接管连接于管侧出料管线。

10.根据权利要求1所述的进出料热交换器，其特征在于，所述壳侧进料口设置于所述壳体的靠近所述管侧出料口的一侧，所述壳侧出料口设置于所述壳体的靠近所述管侧进料口的一侧。

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