CN215413281U - 一种多夹层螺旋绕管直流式熔盐换热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多夹层螺旋绕管直流式熔盐换热器，包括换热器外壳，过热蒸汽螺旋管组、蒸发螺旋管组和预热螺旋管组通过内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管连通，内层蒸汽螺旋管套设在外层蒸汽螺旋管的内腔中，过热蒸汽螺旋管组中的内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管上设有蒸汽出口支管，预热螺旋管组中的内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管上设有入口支管；内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管之间布设有第一流股螺旋通道，第一流股螺旋通道的一端连接有第一流股进口母管，第一流股螺旋通道的另一端连接有第一流股出口母管，第一流股进口母管位于过热蒸汽螺旋管组内，所述第一流股出口母管位于预热螺旋管组内。本实用新型实现双碳目标具有重要作用。
Description
技术领域
本实用新型属于换热器换热技术领域，具体属于一种多夹层螺旋绕管直流式熔盐换热器。
背景技术
现有的换热器主要有一个壳程，一个壳程内具有两个管程，其中一个管程走热介质，其中一个管程走冷介质，冷热介质能够在管程和壳程中进行热交换，目前的换热器中冷介质从冷介质管程的一端流入，从另一端流出，热介质从热介质管程的一端流入，从另一端流出，导致目前换热器的管程和壳程中介质接触面积不足导致换热效率低，热介质资源极大的浪费。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种多夹层螺旋绕管直流式熔盐换热器，解决目前换热器中冷介质和热介质接触面积不足，换热效率低的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种多夹层螺旋绕管直流式熔盐换热器，包括换热器外壳，所述换热器外壳的顶部内腔到底部内腔依次设有过热蒸汽螺旋管组、蒸发螺旋管组和预热螺旋管组，所述过热蒸汽螺旋管组、蒸发螺旋管组和预热螺旋管组通过内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管连通，所述内层蒸汽螺旋管套设在外层蒸汽螺旋管的内腔中，过热蒸汽螺旋管组中的内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管上设有蒸汽出口支管，预热螺旋管组中的内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管上设有入口支管；
内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管之间布设有第一流股螺旋通道，所述第一流股螺旋通道的一端连接有第一流股进口母管，第一流股螺旋通道的另一端连接有第一流股出口母管，所述第一流股进口母管位于过热蒸汽螺旋管组内，所述第一流股出口母管位于预热螺旋管组内。
进一步的，所述内层蒸汽螺旋管的内腔中还套设有第二流股螺旋通道，第二流股螺旋通道的一端连接第二流股进口母管，第二流股螺旋通道的另一端连接第二流股出口母管，所述第二流股进口母管位于过热蒸汽螺旋管组内，所述第二流股出口母管位于预热螺旋管组内。
进一步的，所述外层蒸汽螺旋管、第一流股螺旋通道、内层蒸汽螺旋管和第二流股螺旋通道均间隔布置。
进一步的，过热蒸汽螺旋管组、蒸发螺旋管组和预热螺旋管组的外层蒸汽螺旋管通过第一螺旋管支柱连接，过热蒸汽螺旋管组、蒸发螺旋管组和预热螺旋管组的内层蒸汽螺旋管通过第二螺旋管支柱连接。
进一步的，所述预热螺旋管组中的内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管上还连接有连杆和第三螺旋管支柱，连杆沿内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管的径向布置，第三螺旋管支柱设在外层蒸汽螺旋管的外壁上，第三螺旋管支柱还和连杆连接，所述第三螺旋管支柱用于支撑过热蒸汽螺旋管组、蒸发螺旋管组和预热螺旋管组。
进一步的，所述第一螺旋管支柱、第二螺旋管支柱和第三螺旋管支柱均为绝热材料。
进一步的，所述外层蒸汽螺旋管、内层蒸汽螺旋管和第一流股螺旋通道同轴布置。
进一步的，所述外层蒸汽螺旋管和换热器外壳内壁之间填充有换热器保温层。
进一步的，过热蒸汽螺旋管组、蒸发螺旋管组和预热螺旋管组中的内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管的材料不相同，过热蒸汽螺旋管组、蒸发螺旋管组和预热螺旋管组中的内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管的管径均相同。
与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
本实用新型提供了一种多夹层螺旋绕管直流式熔盐换热器，换热器外壳的内腔中设有过热蒸汽螺旋管组、蒸发螺旋管组和预热螺旋管组，每个管组相互间隔布置，在过热蒸汽螺旋管组、蒸发螺旋管组和预热螺旋管组内设有内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管，内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管内腔中通入水工质，内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管之间设置第一流股螺旋通道，第一流股螺旋通道中能够通入换热流股，内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管的进出口与第一流股螺旋通道的进出口呈垂直上下逆向流程，利用内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管使水工质的流动路径为螺旋型，从而增加水工质的管程，同时第一流股螺旋通道呈螺旋型，增加了换热流股和水工质的换热时间和管程，增加换热面积，换热更加充分，而且水工质的螺旋通道和换热流股的螺旋通道设计，在增加管程的同时，能够将水工质的预热、蒸发和过热过程集成在同一换热器外壳中，本实用新型可实现大容量，大流量的高温，高压力、高效率的换热效果，对热能利用，节能减排，减碳降碳，实现双碳目标具有重要作用。
进一步的，内层蒸汽螺旋管的内腔中还设有第二流股螺旋通道，第二流股螺旋通道能够增加换热流股和水工质的换热效率和面积，保证水工质的换热效果。
进一步的，外层蒸汽螺旋管、第一流股螺旋通道、内层蒸汽螺旋管和第二流股螺旋通道均间隔布置，能够保证换热流股和水工质的均匀换热。
进一步的，过热蒸汽螺旋管组、蒸发螺旋管组和预热螺旋管组通过第一螺旋管支柱和第二螺旋管支柱连接，保证了过热蒸汽螺旋管组、蒸发螺旋管组和预热螺旋管组的稳定性。
进一步的，连杆将内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管进行连接，确保了整个内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管的稳定连接，而且连杆和第三螺旋管支柱连接，第三螺旋管支柱能够将整个过热蒸汽螺旋管组、蒸发螺旋管组和预热螺旋管组支撑在换热器外壳内腔中，保证整个换热器的安全可靠运行。
进一步的，第一螺旋管支柱、第二螺旋管支柱和第三螺旋管支柱均为绝热材料，能够减少螺旋管支柱吸收的热量，保证换热流股和水工质的换热效果。
进一步的，过热蒸汽螺旋管组、蒸发螺旋管组和预热螺旋管组中的内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管的材料不相同，能够根据实际工况以及换热流股的类型从而采用符合要求的材料，减少材料的损耗，成本更低，具有节能减排，减碳降碳，实现双碳目标具有重要作用。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1中A-A向的结构示意图；
附图中：1-蒸汽出口母管，2-蒸汽连通管，3-蒸汽出口支管，4-第一流股进口母管，5-内层蒸汽螺旋管，6-第一流股螺旋通道，7-外层蒸汽螺旋管，8-换热器外壳，9-过热蒸汽螺旋管组，10-蒸发螺旋管组，11-预热螺旋管组，12-第一螺旋管支柱，13-第一流股出口母管，14-水侧入口母管，15-入口支管，16-第二螺旋管支柱，17-换热器保温层，18-第二流股螺旋通道， 19-连杆，20-第三螺旋管支柱，21-第一流股进口母管，22-第二流股进口母管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，本实用新型提供了一种多夹层螺旋绕管直流式熔盐换热器，采用多层盘管组成双流程换热器，径向方向上相互间隔布置，垂直上下逆向流程。换热流股从换热器顶部进入多个间隔的分支盘管中向下流动，给水从换热器底部进入多个间隔的盘管中，在向上流动程中，不断被高温换热流股传递来的热量加热，使给水温度升高，在不同段中进行预热，蒸发，过热，从换热器顶部盘管出口产生过热蒸汽。
在本实施例中，一种多夹层螺旋绕管直流式熔盐换热器包括换热器外壳8，换热器外壳8 的顶部内腔到底部内腔依次设有过热蒸汽螺旋管组9、蒸发螺旋管组10和预热螺旋管组11，过热蒸汽螺旋管组9、蒸发螺旋管组10和预热螺旋管组11沿换热器外壳8的径向方向间隔布置，过热蒸汽螺旋管组9、蒸发螺旋管组10和预热螺旋管组11通过内层蒸汽螺旋管5和外层蒸汽螺旋管7连通，内层蒸汽螺旋管5套设在外层蒸汽螺旋管7的内腔中，内层蒸汽螺旋管5 和外层蒸汽螺旋管7垂直回旋缠绕布置，能够极大的增加换热接触面积；过热蒸汽螺旋管组9 中的内层蒸汽螺旋管5和外层蒸汽螺旋管7上设有蒸汽出口支管3，内层蒸汽螺旋管5和外层蒸汽螺旋管7上蒸汽出口支管3汇集连接到蒸汽连通管2，蒸汽连通管2通过蒸汽出口母管1 将蒸汽排出，预热螺旋管组11中的内层蒸汽螺旋管5和外层蒸汽螺旋管7上设有入口支管15，内层蒸汽螺旋管5和外层蒸汽螺旋管7上的入口支管15汇集连接至水侧入口母管；
在本实施例中，内层蒸汽螺旋管5和外层蒸汽螺旋管7之间布设有第一流股螺旋通道6，第一流股螺旋通道6的一端连接有第一流股进口母管4，第一流股螺旋通道6的另一端连接有第一流股出口母管13，第一流股进口母管4位于过热蒸汽螺旋管组9内，第一流股出口母管 13位于预热螺旋管组11内；其中，第一流股螺旋通道6在换热器外壳8的径向方向上是分层间隔布置，过热蒸汽螺旋管组9、蒸发螺旋管组10和预热螺旋管组11中的第一流股螺旋通道 6互相连通，与水工质逆向流向换热，水工质在换热器同一根螺旋管不同段吸热，并发生相变，过冷水经过预热，蒸发，过热后，在螺旋管出口产生过热蒸汽。
如图2所示，在本实施例中，内层蒸汽螺旋管5的内腔中还套设有第二流股螺旋通道18，外层蒸汽螺旋管7、内层蒸汽螺旋管5、第一流股螺旋通道6和第二流股螺旋通道18同轴布置，第二流股螺旋通道18的一端连接第二流股进口母管22，第二流股螺旋通道18的另一端连接第二流股出口母管，第二流股进口母管22位于过热蒸汽螺旋管组9内，第二流股出口母管22 位于预热螺旋管组11内，其中，外层蒸汽螺旋管7、第一流股螺旋通道6、内层蒸汽螺旋管5 和第二流股螺旋通道18均间隔布置。
在本实施例中，每个过热蒸汽螺旋管组9、蒸发螺旋管组10和预热螺旋管组11中的内层蒸汽螺旋管5和外层蒸汽螺旋管7均为两层或两层以上，内层蒸汽螺旋管5和外层螺旋管7 能够采用裸管、鳍片管或螺纹管等其他强化换热结构，其中第一流股螺旋通道6和第二流股螺旋通道18中的换热流股能够为两种或两种以上，放热流股的水工质数量可以相同或不同，其中，换热流股采用熔盐、导热油、水或空气等其他不同流体，本实施例中，换热流股采用熔盐。
在本实施例中，过热蒸汽螺旋管组9、蒸发螺旋管组10和预热螺旋管组11的外层蒸汽螺旋管7通过第一螺旋管支柱12连接，过热蒸汽螺旋管组9、蒸发螺旋管组10和预热螺旋管组 11的内层蒸汽螺旋管5通过第二螺旋管支柱16连接。同时，预热螺旋管组中11的内层蒸汽螺旋管5和外层蒸汽螺旋管7上还连接有连杆18和第三螺旋管支柱20，连杆19沿内层蒸汽螺旋管5和外层蒸汽螺旋管7的径向布置，第三螺旋管支柱20设在外层蒸汽螺旋管7的外壁上，第三螺旋管支柱20还和连杆19连接，第三螺旋管支柱20用于支撑过热蒸汽螺旋管组9、蒸发螺旋管组10和预热螺旋管组11。优选的，第一螺旋管支柱12、第二螺旋管支柱16和第三螺旋管支柱20均为绝热材料。
在本实施例中，所有内层蒸汽螺旋管5和外层蒸汽螺旋管7均留有自由膨胀端，并有固定支撑点。
在本实施例中，外层蒸汽螺旋管7和换热器外壳8内壁之间填充有换热器保温层17。
在本实施例中，过热蒸汽螺旋管组9、蒸发螺旋管组10和预热螺旋管组11中的内层蒸汽螺旋管5和外层蒸汽螺旋管7的管径不相同，过热蒸汽螺旋管组9、蒸发螺旋管组10和预热螺旋管组11中的内层蒸汽螺旋管5和外层蒸汽螺旋管7的材料均相同或不同。
在本实用新型的另一实施例中还提供一种多夹层螺旋绕管直流式熔盐换热器的换热方法，高温熔盐从换热器上部的第一流股进口母管进入，第一流股出口母管13流出。水侧工质从换热器下部的水侧入口母管14流入，产生蒸汽从换热器上部的蒸汽出口母管1流出。
具体的，包括以下步骤：换热流股由第一流股进口母管进入第一流股螺旋通道并与内层蒸汽螺旋管组和外层螺旋管组进行换热，放热后的换热流股经第一流股出口母管流出；
水工质经入口支管进入预热螺旋管组11中的内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管并吸收换热流股的热量完成水工质的预热过程；
预热完成的水工质进入蒸发螺旋管组10中的内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管并吸收换热流股的热量完成水工质的蒸发过程，生成水蒸气；
水蒸气进入过热蒸汽螺旋管组9中的内层蒸汽螺旋管和外层蒸汽螺旋管并吸收换热流股的热量完成水蒸气的过热过程，生成过热水蒸气，换热过程完成。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种多夹层螺旋绕管直流式熔盐换热器，其特征在于，包括换热器外壳(8)，所述换热器外壳(8)的顶部内腔到底部内腔依次设有过热蒸汽螺旋管组(9)、蒸发螺旋管组(10)和预热螺旋管组(11)，所述过热蒸汽螺旋管组(9)、蒸发螺旋管组(10)和预热螺旋管组(11)通过内层蒸汽螺旋管(5)和外层蒸汽螺旋管(7)连通，所述内层蒸汽螺旋管(5)套设在外层蒸汽螺旋管(7)的内腔中，过热蒸汽螺旋管组(9)中的内层蒸汽螺旋管(5)和外层蒸汽螺旋管(7)上设有蒸汽出口支管(3)，预热螺旋管组(11)中的内层蒸汽螺旋管(5)和外层蒸汽螺旋管(7)上设有入口支管(15)；
内层蒸汽螺旋管(5)和外层蒸汽螺旋管(7)之间布设有第一流股螺旋通道(6)，所述第一流股螺旋通道(6)的一端连接有第一流股进口母管(4)，第一流股螺旋通道(6)的另一端连接有第一流股出口母管(13)，所述第一流股进口母管(4)位于过热蒸汽螺旋管组(9)内，所述第一流股出口母管(13)位于预热螺旋管组(11)内。
2.根据权利要求1所述的一种多夹层螺旋绕管直流式熔盐换热器，其特征在于，所述内层蒸汽螺旋管(5)的内腔中还套设有第二流股螺旋通道(18)，第二流股螺旋通道(18)的一端连接第二流股进口母管(22)，第二流股螺旋通道(18)的另一端连接第二流股出口母管，所述第二流股进口母管(22)位于过热蒸汽螺旋管组(9)内，所述第二流股出口母管位于预热螺旋管组(11)内。
3.根据权利要求2所述的一种多夹层螺旋绕管直流式熔盐换热器，其特征在于，所述外层蒸汽螺旋管(7)、第一流股螺旋通道(6)、内层蒸汽螺旋管(5)和第二流股螺旋通道(18)均间隔布置。
4.根据权利要求1所述的一种多夹层螺旋绕管直流式熔盐换热器，其特征在于，过热蒸汽螺旋管组(9)、蒸发螺旋管组(10)和预热螺旋管组(11)的外层蒸汽螺旋管(7)通过第一螺旋管支柱(12)连接，过热蒸汽螺旋管组(9)、蒸发螺旋管组(10)和预热螺旋管组(11)的内层蒸汽螺旋管(5)通过第二螺旋管支柱(16)连接。
5.根据权利要求4所述的一种多夹层螺旋绕管直流式熔盐换热器，其特征在于，所述预热螺旋管组(11)中的内层蒸汽螺旋管(5)和外层蒸汽螺旋管(7)上还连接有连杆(19)和第三螺旋管支柱(20)，连杆(19)沿内层蒸汽螺旋管(5)和外层蒸汽螺旋管(7)的径向布置，第三螺旋管支柱(20)设在外层蒸汽螺旋管(7)的外壁上，第三螺旋管支柱(20)还和连杆(19)连接，所述第三螺旋管支柱(20)用于支撑过热蒸汽螺旋管组(9)、蒸发螺旋管组(10)和预热螺旋管组(11)。
6.根据权利要求5所述的一种多夹层螺旋绕管直流式熔盐换热器，其特征在于，所述第一螺旋管支柱(12)、第二螺旋管支柱(16)和第三螺旋管支柱(20)均为绝热材料。
7.根据权利要求1所述的一种多夹层螺旋绕管直流式熔盐换热器，其特征在于，所述外层蒸汽螺旋管(7)、内层蒸汽螺旋管(5)和第一流股螺旋通道(6)同轴布置。
8.根据权利要求1所述的一种多夹层螺旋绕管直流式熔盐换热器，其特征在于，所述外层蒸汽螺旋管(7)和换热器外壳(8)内壁之间填充有换热器保温层(17)。
9.根据权利要求1所述的一种多夹层螺旋绕管直流式熔盐换热器，其特征在于，过热蒸汽螺旋管组(9)、蒸发螺旋管组(10)和预热螺旋管组(11)中的内层蒸汽螺旋管(5)和外层蒸汽螺旋管(7)的材料不相同，过热蒸汽螺旋管组(9)、蒸发螺旋管组(10)和预热螺旋管组(11)中的内层蒸汽螺旋管(5)和外层蒸汽螺旋管(7)的管径均相同。
Priority Applications (1)
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| CN202121773902.0U CN215413281U (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种多夹层螺旋绕管直流式熔盐换热器 |
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Publications (1)
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| CN215413281U true CN215413281U (zh) | 2022-01-04 |
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