CN216245730U - 一种快装式翅片管碳化硅换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种快装式翅片管碳化硅换热器，包括换热单元，所述换热单元包括换热模块，所述换热模块包括管板，管板之间设有换热管，翅片管设置在换热管上，且翅片管与换热管之间设有填缝固定的陶瓷胶；所述换热模块设置于壳体内，且壳体内侧设有耐火隔热墙。本实用新型换热模块包含换热管与翅片形成的换热面，翅片与换热管用陶瓷胶填缝固定，没有接触热阻，翅片管有效面积是换热管表面积的数倍以上，显著提高换热性能。

Description

一种快装式翅片管碳化硅换热器

技术领域

本实用新型涉及高温换热及余热回收利用领域，特别涉及一种快装式翅片管碳化硅换热器。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

现有技术中的蓄热式加热炉存在燃气体滞留、燃烧波动、烟风系统复杂等缺点，由于其工作原理，往往需要3-4座炉子同时运行，其结构也不适用于小风量高温场合。氮化硅陶瓷适用于高温换热领域，现有的常温及对于现有600℃以上高温换热领域的碳化硅陶瓷换热器，换热面形式多以光管为主，主要利用管板与换热管形成的换热通道换热，主要形式有管壳式换热器、碳化硅-金属管壳式换热器、碳化硅套管式换热器等，以上几种形式的碳化硅陶瓷换热器均存在单位体积换热面积偏小、换热效率低、难以安装以及大型化的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种快装式翅片管碳化硅换热器，能够解决现有技术中陶瓷换热元件面积偏小、难以大型化的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：一种快装式翅片管碳化硅换热器，包括换热单元，所述换热单元包括换热模块，所述换热模块包括管板，管板之间设有换热管，翅片管设置在换热管上，且翅片管与换热管之间设有填缝固定的陶瓷胶；所述换热模块设置于壳体内，且壳体内侧设有耐火隔热墙。

在一种典型实施方式中，所述换热单元两侧对称设有冷介质入口和冷介质出口，另外两侧对称设有入口烟道和出口烟道，提供换热介质通道。

在一种典型实施方式中，所述换热单元之间设有托盘，托盘将上一层换热单元的换热模块进行支撑；进一步，托盘上设置的法兰与换热单元接口法兰相匹配，利用托盘的固定及密封作用，可实现换热单元的快速安装组合。

在一种典型实施方式中，所述换热单元、入口烟道、出口烟道的两端均设有接口法兰，通过接口法兰连接在一起，接口法兰通过紧固件固定，各部件均可快速拆装。

在一种典型实施方式中，所述壳体上下端面均设有法兰，耐火隔热墙设置于法兰内，法兰通过紧固件固定，以此实现良好的密封性。

在一种典型实施方式中，所述耐火隔热墙与壳体之间固定，耐火隔热墙内、耐火隔热墙与换热模块之间均设膨胀缝，避免高温下的热膨胀问题；进一步，所述耐火隔热墙和壳体之间利用锚固钉固定。

在一种典型实施方式中，所述托盘与换热模块、耐火隔热墙之间均设膨胀缝，避免高温下的热膨胀问题。

在一种典型实施方式中，所述翅片与翅片之间也设有填缝固定的陶瓷胶，消除翅片与换热管之间的接触热阻，保证换热性能。

在一种典型实施方式中，所述换热管表面设有导轨，导轨为圆柱形或者棱柱形，其直径为20-80mm，导轨的作用在于方便翅片的安装固定；进一步，所述翅片上设有与换热管导轨相匹配的凹槽。

在一种典型实施方式中，翅片表面设有导流凸台，用于翅片间的定距，导流凸台与热介质流动方向一致，保证合理调整翅间距的同时减少阻力。

在一种典型实施方式中，所述翅片厚度为1-5mm，翅间距为5-30mm，翅片导流凸台高度为4-30mm。

在一种典型实施方式中，所述隔板设置于换热模块之间，且贯穿两端壳体，换热模块与耐火隔热墙、隔板形成管程换热通道。

在一种典型实施方式中，所述换热单元级烟道进出口壳体四周均设有加强筋，保证快装式翅片管碳化硅换热器的整体强度。

在一种典型实施方式中，所述托盘材质为耐热钢，由于托盘与换热模块、耐火隔热墙接触，由于换热模块、耐火隔热墙均处于高温区域，托盘应采用耐热钢制作，保证托盘在高温下的机械性能。

在一种典型实施方式中，所述管板上设有通孔且四周设密封槽，换热管与管板通孔插接，管板两端设有固定管，且固定管通过管板通孔连接，且通过碳化硅螺母固定在管板上；进一步，换热模块底部设有支撑梁，穿过管板通孔连接将换热模块进行支撑。

本实用新型一个或多个实施例具有以下有益效果：

(1)本实用新型换热模块包含换热管与翅片管形成的换热面，翅片管与换热管用陶瓷胶填缝固定，没有接触热阻，翅片管有效面积是换热管表面积的数倍以上，显著提高换热性能。

(2)本实用新型中换热模块、耐火隔热墙及壳体组合成的换热单元模块化设计，实现换热单元的快速安装组合。

(3)本实用新型中换热模块与耐火隔热墙之间形成管程换热通道，换热单元中可根据需要设多组换热模块，一个换热单元即为一个管程换热通道。模块化的翅片管换热单元可形成多管程换热通道，解决了常规陶瓷换热器不便于安装组合、单位体积换热面积偏小的问题。

(4)本实用新型中耐火隔热墙可保证与之相连的壳体以及相关部件为常温状态，保证了壳体及相连部件的机械性能。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本实用新型实施例1一种快装式翅片管碳化硅换热器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1一种快装式翅片管碳化硅换热器换热单元结构示意图；

图3为本实用新型实施例1一种快装式翅片管碳化硅换热器换热模块结构示意图；

图4为本实用新型实施例1一种快装式翅片管碳化硅换热器固定管结构示意图；

图5为本实用新型实施例1一种快装式翅片管碳化硅换热器翅片结构示意图；

图6为本实用新型实施例1一种快装式翅片管碳化硅换热器换热管结构示意图；

图7为本实用新型实施例2多个换热单元的快装式翅片管碳化硅换热器结构示意图；

图8为本实用新型实施例2卧式布置的快装式翅片管碳化硅换热器结构示意图。

其中：1、冷介质出口；2、入口烟道；3、换热单元；4、冷介质入口；5、出口烟道；6、换热单元接口法兰；7、壳体；8、耐火隔热墙；9、换热模块；10、紧固件；11、隔板；12、托盘；13、支撑梁；14、管板；15、固定管；16、翅片管；17、碳化硅螺母；18换热管。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1

如图1-6所示，一种快装式翅片管碳化硅换热器，包括换热单元3，所述换热单元3两侧对称设有冷介质入口4和冷介质出口1，另外两侧对称设有入口烟道2和出口烟道5，提供换热介质通道；所述换热单元3包括换热模块9，所述换热模块9包括管板14，管板14之间设有换热管18，翅片管16设置在换热管18上，且翅片管16与换热管18之间设有填缝固定的陶瓷胶；所述换热模块9设置于壳体7内，且壳体内侧设有耐火隔热墙8。所述换热单元3之间设有托盘12，托盘12将上一层换热单元的换热模块9进行支撑；所述托盘12材质为耐热钢，由于托盘12与换热模块9、耐火隔热墙8接触，由于换热模块9、耐火隔热墙8均处于高温区域，托盘12应采用耐热钢制作，保证在高温下的机械性能。所述换热单元3、入口烟道2、出口烟道5的两端均设有接口法兰，通过接口法兰连接在一起，接口法兰通过紧固件10固定，各部件均可快速拆装。所述壳体7上下端面均设有法兰6，耐火隔热墙8设置于法兰6内，法兰6通过紧固件10固定，以此实现良好的密封性。托盘12上设置的法兰与换热单元接口法兰6相匹配，利用托盘12的固定及密封作用，可实现换热单元3的快速安装组合。所述耐火隔热墙8与壳体7之间固定，耐火隔热墙8内、耐火隔热墙8与换热模块9之间均设膨胀缝，避免高温下的热膨胀问题；所述耐火隔热墙和壳体之间利用锚固钉固定。所述托盘12与换热模块9、耐火隔热墙8之间均设膨胀缝，避免高温下的热膨胀问题。所述翅片管16与翅片管16之间也设有填缝固定的陶瓷胶，消除翅片与换热管之间的接触热阻，保证换热性能。所述换热管18表面设有导轨，导轨为棱柱形，其作用在于方便翅片的安装固定；所述翅片管上设有与换热管导轨相匹配的凹槽。翅片管16表面设有导流凸台，用于翅片间的定距，导流凸台与热介质流动方向一致，保证合理调整翅间距的同时减少阻力。所述隔板11设置于换热模块9之间，且贯穿两端壳体7，换热模块9与耐火隔热墙8、隔板11形成管程换热通道。所述换热单元级烟道进出口壳体四周均设有加强筋，保证快装式翅片管碳化硅换热器的整体强度。所述管板14上设有通孔且四周设密封槽，换热管18与管板14通孔插接，管板14两端设有固定管15，且固定管15通过管板14通孔连接，且通过碳化硅螺母17固定在管板14上；换热模块9底部设有支撑梁13，穿过管板通孔连接将换热模块9进行支撑。

实施例2

如图7和8所示，所述快装式翅片管碳化硅换热器可根据需求进行立式或卧式拼装组合，实现换热单元3的规模化组合应用。所述换热单元3为模块化设计，可根据换热需求任意组合，每一个换热单元均可形成一个管程管程换热通道，多个换热单元3可串联形成多个管程换热通道。

所述换热管18与管板14可间隔形成壳程换热通道，多组换热单元3串联可加长壳程通道长度，最终形成单壳程通道多管程换热器，冷热介质均有足够的换热空间，换热效率高。尤其是模块化设计的多管程快装式翅片管碳化硅换热器解决了常规陶瓷换热器不便于安装、难以大型化、单位容积内换热面积过少的问题。

实施例3

采用实施例1或2所述快装式翅片管碳化硅换热器的工作原理为：所述换热单元3中的碳化硅换热模块9与耐火隔热墙8、隔板11间隔形成管程换热通道，换热管18外表面与管板14间隔形成为壳程通道。

冷介质自冷介质入口进入管程，自冷介质出口离开；热介质自入口烟道进入壳程，自出口烟道离开。冷热介质通过碳化硅换热模块9组成的换热面进行换热，换热后的热介质排出，冷介质最高输出温度可达1100℃。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种快装式翅片管碳化硅换热器，其特征在于，包括换热单元，所述换热单元包括换热模块，所述换热模块包括管板，管板之间设有换热管，翅片管设置在换热管上，且翅片管与换热管之间设有填缝固定的陶瓷胶；所述换热模块设置于壳体内，且壳体内侧设有耐火隔热墙。

2.根据权利要求1所述的快装式翅片管碳化硅换热器，其特征在于，所述换热单元两侧对称设有冷介质入口和冷介质出口，另外两侧对称设有入口烟道和出口烟道，提供换热介质通道。

3.根据权利要求1所述的快装式翅片管碳化硅换热器，其特征在于，所述换热单元之间设有托盘。

4.根据权利要求2所述的快装式翅片管碳化硅换热器，其特征在于，所述换热单元、入口烟道、出口烟道的两端均设有接口法兰，通过接口法兰连接在一起，接口法兰通过紧固件固定。

5.根据权利要求1所述的快装式翅片管碳化硅换热器，其特征在于，所述耐火隔热墙与壳体之间固定，耐火隔热墙内、耐火隔热墙与换热模块之间均设膨胀缝。

6.根据权利要求1所述的快装式翅片管碳化硅换热器，其特征在于，所述换热管表面设有导轨，导轨为圆柱形或者棱柱形，其直径为20-80mm。

7.根据权利要求1所述的快装式翅片管碳化硅换热器，其特征在于，翅片管表面设有导流凸台。

8.根据权利要求7所述的快装式翅片管碳化硅换热器，其特征在于，所述翅片管厚度为1-5mm，翅间距为5-30mm，翅片导流凸台高度为4-30mm。

9.根据权利要求1所述的快装式翅片管碳化硅换热器，其特征在于，隔板设置于换热模块之间，且贯穿两端壳体，换热模块与耐火隔热墙、隔板形成管程换热通道。

10.根据权利要求1所述的快装式翅片管碳化硅换热器，其特征在于，所述管板上设有通孔且四周设密封槽，换热管与管板通孔插接，管板两端设有固定管，且固定管通过管板通孔连接，且通过碳化硅螺母固定在管板上。

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