CN216081103U - 一种热管式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种热管式换热器，包括换热器本体，所述的换热器本体包括通气仓和设于通气仓上方的通液仓，包括安装在所述的换热器本体内的设有呈叉排排列的若干热管，所述的热管沿换热器本体的竖直方向布置，流经所述换热器本体内的气体和液体流体通过气液隔板隔开，所述的通气仓设于气液隔板的下方，所述的通液仓设于气液隔板的上方，所述的热管贯穿气液隔板设置，所述的气液隔板将热管沿其长度方向依次划分成蒸发段和冷凝段；本实用新型提供的热管式换热器，具备结构紧凑，占空间小，换热效率高，对含尘颗粒粒径较大的气体除尘能力较好。

Description

一种热管式换热器

技术领域

本实用新型属于换热器技术领域，具体涉及一种热管式换热器。

背景技术

热管是利用热管里面的传热工质相变来实现高效的换热的传热元件，热管可将大量的热量利用管子内部较小截面通道输送到较远的距离且在传热过程中不需外加动力，热管元件具有高效的传导能力、均温性能较好、热流密度可任意单位量来传递以及对工作环境的要求不高等多项优秀的特点，目前已广泛应用于冶金、化工、炼油、锅炉、陶瓷、交通、轻纺、机械等行业中，作为废热回收和工艺过程中热能利用的节能设备，取得了显著的经济效益。

热管内蒸发段工质受热后将沸腾或蒸发，吸收外部热源热量，产生汽化潜热，由液体变为蒸汽，产生的蒸汽在管内一定压差的作用下，流到冷凝段，蒸汽遇冷壁面及外部冷源，凝结成液体，同时放出汽化潜热，并通过管壁传给外部冷源，冷凝液靠重力(或吸液芯)作用下回流到蒸发段再次蒸发，如此往复，实现对外部冷热两种介质的热量传递与交换。

现有的工业过程中的锅炉烟气余热回收利用设备主要有列管式换热器和重力式热管式换热器，其中重力式热管换热器由热管束组成，通常把冷凝器和蒸发器分开在两个独立不连通的空间中，冷凝器和蒸发器之间通过管道相连，由于机构体积较大，连接复杂，钢材消耗量大，且在冷热交界处发生气液交替而出现热量传递不到热管远端的现象，用户在成本上难以接受。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决背景技术中所提出的问题，而提供一种热管式换热器，具备结构紧凑，占空间小，换热效率高，对含尘颗粒粒径较大的气体除尘能力较好。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种热管式换热器，包括换热器本体，所述的换热器本体包括通气仓和设于通气仓上方的通液仓，包括安装在所述的换热器本体内的设有呈叉排排列的若干热管，所述的热管沿换热器本体的竖直方向布置，流经所述换热器本体内的气体和液体流体通过气液隔板隔开，所述的通气仓设于气液隔板的下方，所述的通液仓设于气液隔板的上方，所述的热管贯穿气液隔板设置，所述的气液隔板将热管沿其长度方向依次划分成蒸发段和冷凝段。

优选的，所述的换热器本体和热管均采用经过防腐处理的碳钢镀层管作为管壳材料，具有与水的兼容性，以及抗腐蚀性。

优选的，所述热管的蒸发段加装有螺旋形翅片。

优选的，所述的通液仓的两侧分别设有进液管和出液管，流经所述的进液管和出液管的液体流向垂直于通气仓内气体的气流向。

优选的，所述的通液仓内设有折流板，所述的折流板依次将液体进行反向折流，每一流程中，所述的热管的管排呈顺排排列。

优选的，所述的热管之间的管间距为55-70mm。

优选的，所述的换热器本体的通液仓的顶端设有用于对通液仓进行压力调节的安全阀。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型提供的一种热管式换热器，随着管间距的减小，烟气和水的流速提高，两侧对流换热系数将同时增大，通过减小管间距、增大水流量，强化烟气余热回收气-液式热管换热器的传热性能。

2、本实用新型提供的一种热管式换热器，水流侧通过折流板对水流进行折流，以减小过流面积，增大水流速，强化水流侧换热，烟气侧通过在热管外壁增加螺旋形翅片的方式增大对流换热面积，以强化烟气侧换热。

3、本实用新型提供的一种热管式换热器，采用热管呈顺排排列的方式，折流板依次将水进行反向折流，降低液体的流动阻力，减弱对传热影响的尾部涡旋，提高粘滞力。

附图说明

图1是本实用新型一种热管式换热器结构示意图。

图2是本实用新型一种热管式换热器的剖视图示意图。

图3是本实用新型一种热管式换热器的折流板示意图。

图4是本实用新型一种热管式换热器的工作原理示意图。

图中：1、通液仓；2、通气仓；3、热管；4、进液管；5、出液管；6、气液隔板；7、螺旋形翅片；8、安全阀；9、折流板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例，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。

实施例1

结合图1，一种热管式换热器，包括换热器本体，所述的换热器本体包括通气仓2和设于通气仓2上方的通液仓1，包括安装在所述的换热器本体内的设有呈叉排排列的若干热管3，所述的热管3沿换热器本体的竖直方向布置，流经所述换热器本体内的气体和液体流体通过气液隔板6隔开，所述的通气仓2设于气液隔板6的下方，所述的通液仓1设于气液隔板6的上方，所述的热管3贯穿气液隔板6设置，所述的气液隔板6将热管3沿其长度方向依次划分成蒸发段和冷凝段。

为了增强换热效果，流体通常横掠热管的管束，当热管呈顺排排列时，流体在相对平直的流道间流动，阻力损失较小，但后排管常处于前排管形成的漩涡尾流区内，受流体冲刷不充分，对流换热效果较差；当热管呈叉排排列时，流体流动受到后排圆管的阻挡，在管间不断穿梭，流动阻力损失较大但扰流充分，有利于强化对流换热效果，本申请的热管呈叉排排列，叉排排列的相邻两排之间的定管束为等边三角形结构；热管采用重力式竖直布置，气体和液体流体通过气液隔板6隔开，热烟气从气液隔板6下方流过，冷液体从气液隔板6上方流过，所述的通液仓1的两侧分别设有进液管4和出液管5，流经所述的进液管4和出液管5的液体流向垂直于通气仓2内气体的气流向，两种流体呈逆流式布置。

所述的换热器本体和热管3均采用经过防腐处理的碳钢镀层管作为管壳材料，具有与水的兼容性，以及抗腐蚀性，热管的充液率为30%。

换热器本体下部与锅炉排烟管道相连接，上部与供热管网回收管相连接，烟气与水在换热器总呈逆流式流动，气液隔板具有一定的厚度，形成绝热段，将蒸发段和冷凝段连在一起，热管内工质在绝热段和外界不作热交换，传热均匀，从而杜绝了采用薄板隔离冷风和热风时容易产生的紊流现象，并改善了热管内部的工质流动，提高了换热效率，结构紧凑，外形体积小，可 广泛使用于工业制冷中散热负载小、安装空间集中在一个平面的场合。

结合图4，热管里面充有工质液体，内部抽真空封闭而成，在蒸发段有热量输入，工质液体吸热温度升高并发生相变，水蒸气向上运动，到达冷凝段后遇冷凝结，放出热量，冷凝液在重力的作用下回流至蒸发段，补充蒸发段蒸发掉的液体，从而使整个传热传质过程循环往复进行下去。

实施例2

在实施例1的基础上，结合图2，所述热管3的蒸发段加装有螺旋形翅片7，热管蒸发段管外流体为烟气，换热系数较小，宜采用加翅措施强化传热，在热管气体侧增加翅片，可以提高流体流速以提高对流换热系数，并显著增大换热面积，减少对流换热热阻，以降低热阻。

高温烟气从烟气侧通道入口方向进入，绕热管换热器而从出口排出，这个过程之前需经过烟气除尘器，可使烟气里含有的灰尘颗粒在螺旋形翅片产生离心力的作用下被用到烟气相的外侧，剩余部分的灰尘在通过螺旋形翅片的阻挡下落到其表面，当积累到一定程度后由于重力的作用而下落到换热器下面的集灰斗，而烟气在经过换热后最终经换热器的烟气出口排出，水侧中的热管不加任何翅片，低温水沿流道由水侧入口进入热管换热器内部腔体，由水侧出口流出，热管元件可能会局部受热导致温度超高，会把低温水加热成蒸汽，换热器水侧压力过大，对换热器的寿命造成威胁，所以在换热器顶端安装有安全阀。

结合图3，每排的管束为6个，所述的热管3之间的管间距为55-70mm，所述的通液仓1内设有折流板9，所述的折流板9依次将液体进行反向折流，每一流程中，相邻的两折流板之间的热管的管排呈顺排排列，水流方向垂直于烟气流向，折流板依次将水进行反向折流，折流板增加水流侧流速和流体流程，增强扰动以强化换热。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的保护范围内所做的任何修改，等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种热管式换热器，包括换热器本体，所述的换热器本体包括通气仓（2）和设于通气仓（2）上方的通液仓（1），其特征在于：包括安装在所述的换热器本体内的设有若干热管（3），所述的热管（3）沿换热器本体的竖直方向布置，流经所述换热器本体内的气体和液体流体通过气液隔板（6）隔开，所述的通气仓（2）设于气液隔板（6）的下方，所述的通液仓（1）设于气液隔板（6）的上方，所述的热管（3）贯穿气液隔板（6）设置，所述的气液隔板（6）将热管（3）沿其长度方向依次划分成蒸发段和冷凝段。

2.根据权利要求1所述的一种热管式换热器，其特征在于：所述的换热器本体和热管（3）均采用经过防腐处理的碳钢镀层管作为管壳材料，具有与水的兼容性，以及抗腐蚀性。

3.根据权利要求1所述的一种热管式换热器，其特征在于：所述热管（3）的蒸发段加装有螺旋形翅片（7）。

4.根据权利要求1所述的一种热管式换热器，其特征在于：所述的通液仓（1）的两侧分别设有进液管（4）和出液管（5），流经所述的进液管（4）和出液管（5）的液体流向垂直于通气仓（2）内气体的气流向。

5.根据权利要求4所述的一种热管式换热器，其特征在于：所述的通液仓（1）内设有折流板（9），所述的折流板（9）依次将液体进行反向折流，每一流程中，所述的热管（3）的管排呈顺排排列。

6.根据权利要求1所述的一种热管式换热器，其特征在于：所述的热管（3）之间的管间距为55-70mm。

7.根据权利要求1所述的一种热管式换热器，其特征在于：所述的换热器本体的通液仓（1）的顶端设有用于对通液仓（1）进行压力调节的安全阀（8）。

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