CN216869261U - 一种宽温度调节范围的换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种宽温度调节范围的换热装置，目的是解决现有换热装置温度调节范围窄的技术问题。该装置包括：壳体，其内部具有换热腔及与换热腔相连的进口管箱和出口管箱；出口管箱内部设有第一冷流腔和第二冷流腔；热流进口管，设置于进口管箱上；第一换热管和第二换热管均设于换热腔内，第一换热管一端与进口管箱连接，另一端与第一冷流腔连接；第二换热管一端与进口管箱连接，另一端与第二冷流腔连接；第一冷流腔和第二冷流腔分别连接有第一冷流出口管和第二冷流出口管，两冷流出口管上分别设有阀门；第一冷流出口管和第二冷流出口管的出口端均与混合冷流出口管相连。本实用新型能宽范围调节热流冷却后的温度。

Description

一种宽温度调节范围的换热装置

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，尤其是涉及一种宽温度调节范围的换热装置。

背景技术

换热装置（亦称为换热器、热交换器或热交换设备）是用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置，是对流传热及热传导的一种工业应用。现有换热装置大多是固定换热面积，其温度调节范围窄，难以满足宽范围的调节需求。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种宽温度调节范围的换热装置，解决了现有换热装置温度调节范围窄的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种宽温度调节范围的换热装置，包括：壳体，其内部具有换热腔及与所述换热腔相连的进口管箱和出口管箱；所述出口管箱内部设有第一冷流腔和第二冷流腔；热流进口管，设置于所述进口管箱上；第一换热管，设置于所述换热腔内，一端与所述进口管箱连接，另一端与所述第一冷流腔连接；第二换热管，设置于所述换热腔内，一端与所述进口管箱连接，另一端与所述第二冷流腔连接；其中，所述第一冷流腔和所述第二冷流腔分别连接有第一冷流出口管和第二冷流出口管，所述第一冷流出口管和第二冷流出口管上分别设有第一阀门和第二阀门；所述第一冷流出口管和第二冷流出口管的出口端均与混合冷流出口管相连。

本实用新型设计了两组换热管，并通过控制对应阀门的开度或者关闭，控制对应换热管组的实际投入使用率，更直接更有效的控制汇总后混合冷流出口管的换热温度。即通过控制两组换热管的比例和对应出口的阀门开度，满足30%~110%负荷调节范围更容易；极限情况下完全关闭某一组换热管的阀门，从而改变换热器的有效换热面积，可宽范围调节热流冷却后的温度。

可选的，所述出口管箱内部设置有隔板，所述隔板将所述出口管箱内部空间分隔成第一冷流腔和第二冷流腔。

可选的，所述进口管箱和所述出口管箱分别位于所述换热腔的两端。

可选的，所述壳体内部两端分别设有管板，所述管板将壳体内部空间隔成换热腔和位于所述换热腔两端的进口管箱和出口管箱。

可选的，所述第一换热管和第二换热管为直延伸管。

可选的，所述直延伸管为直管或旋转盘沿的弯曲绕管。

可选的，所述进口管箱和所述出口管箱均位于所述换热腔的一端。

可选的，所述壳体内部设有一管板，所述管板将壳体内部空间隔成换热腔和流体存储箱，所述流体存储箱内设有一挡板，所述挡板将所述流体存储箱分隔成进口管箱和出口管箱。

可选的，所述第一换热管和第二换热管为U型管。

本实用新型有益效果为：

本实用新型设计了两组换热管，并通过控制对应阀门的开度或者关闭，控制对应换热管组的实际投入使用率，更直接更有效的控制汇总后混合冷流出口管的换热温度；即：通过控制两组换热管的比例和对应出口的阀门开度，满足30%~110%负荷调节范围更容易；极限情况下完全关闭某一组换热管的阀门，从而改变换热器的有效换热面积，可宽范围调节热流冷却后的温度。同时，温度高的部分做到最小化，耐高温材质用量小，造价低；而且换热管全部泡在壳体内的液体（一般为水）内，受热胀冷缩不会造成泄漏。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。

图2为本实用新型实施例2的结构示意图。

图3为图2中进口管箱和出口管箱的侧视图。

附图标记：1、壳体；10、管板；11、换热腔；12、进口管箱；13、出口管箱；131、隔板；132、第一冷流腔；133、第二冷流腔；14、挡板；2、热流进口管；3、第一换热管；4、第二换热管；5、第一冷流出口管；51、第一阀门；6、第二冷流出口管；61、第二阀门；7、混合冷流出口管。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型申请实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型申请实施例的描述中，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”、“端”、“侧”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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型申请实施例中的具体含义。

在本实用新型申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型申请实施例的不同结构。为了简化本实用新型申请实施例的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型申请实施例。此外，本实用新型申请实施例可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

现有换热装置在高温换热工况下（如天然气制氢装置的废热锅炉，此换热设备入口热流气体温度高达800℃，需要控制其冷却后气体温度至300℃左右），换热装置受热胀冷缩影响较大，管口处易因热胀冷缩而发生泄露，造成装置停产；而且换热设备大多是固定换热面积，其温度调节范围窄，而装置运行负荷一般30%~110%范围内运行，固定换热面积的换热设备温度调节范围窄，难以满足宽范围的调节需求。

实施例1

如图1所示，本实用新型申请实施例提供了一种宽温度调节范围的换热装置，以解决上述问题。该包括：壳体1，热流进口管2，第一换热管3，第二换热管4，第一冷流出口管5，第二冷流出口管6及混合冷流出口管7。热流进口管2设置在壳体1上，第一换热管3和第二换热管4均设置在壳体1内部，热流体从热流进口管2流经第一换热管3和第二换热管4进行换热，换热后冷流体分别从第一冷流出口管5和第二冷流出口管6流至混合冷流出口管7。

具体的，壳体1具有换热腔11及与该换热腔11相连接的进口管箱12和出口管箱13。出口管箱13内部设有隔板131，隔板131将出口管箱13分隔成第一冷流腔132和第二冷流腔133。

热流进口管2设置在进口管箱12上，热流进口管2经进口管箱12后和第一换热管3和第二换热管4相连通。

第一换热管3和第二换热管4均设置于壳体1的换热腔11内。第一换热管3一端与进口管箱12连接，另一端与第一冷流腔132连接。第二换热管4一端与进口管箱12连接，另一端与第二冷流腔133连接。

第一冷流出口管5一端与第一冷流腔132相连通，另一端与混合冷流出口管7相连，第一冷流出口管5上设有第一阀门51。第二冷流出口管6一端与第二冷流腔133相连通，另一端与混合冷流出口管7相连，第二冷流出口管6上设有第二阀门61；第二冷流出口管6的出口端也可与位于混合冷流出口管7与第一阀门51之间的第一冷流出口管5连接。

使用时，热流体从热流进口管2进入到进口管箱12内，在流经第一换热管3和第二换热管4，换热腔11内的冷流体与第一换热管3和第二换热管4内热流体进行换热，换热后冷流体分别进入第一冷流腔132和第二冷流腔133内，然后再分别从第一冷流出口管5和第二冷流出口管6流至混合冷流出口管7。使用时，通过控制与第一阀门51和第二阀门61的开度或者关闭，从而控制对应换热管组的实际投入使用率，更直接更有效的控制汇总后混合冷流出口管7的换热温度。

本实施例中，进口管箱12和出口管箱13分别设置在换热腔11的两端。具体的，壳体1内部两端分别设有管板10，管板10将壳体1内部空间隔成换热腔11和位于换热腔11两端的进口管箱12和出口管箱13。管板10与壳体1内壁焊接在一起。

本实施例中，第一换热管3和第二换热管4采用直延伸管。直延伸管可以是光滑的直管，也可以是旋转盘沿的弯曲绕管。热流进口管2一端与进口管箱12相连，第一换热管3一端与进口管箱12相连，另一端与第一冷流腔132相连，第二换热管4一端与进口管箱12相连，另一端与第二冷流腔133相连。

实施例2

如图2和图3所示，本实用新型申请实施例提供了一种宽温度调节范围的换热装置，以解决上述问题。该包括：壳体1，热流进口管2，第一换热管3，第二换热管4，第一冷流出口管5，第二冷流出口管6及混合冷流出口管7。热流进口管2设置在壳体1上，第一换热管3和第二换热管4均设置在壳体1内部，热流体从热流进口管2流经第一换热管3和第二换热管4进行换热，换热后冷流体分别从第一冷流出口管5和第二冷流出口管6流至混合冷流出口管7。

具体的，壳体1具有换热腔11及与该换热腔11相连接的进口管箱12和出口管箱13。出口管箱13内部设有隔板131，隔板131将出口管箱13分隔成第一冷流腔132和第二冷流腔133。

热流进口管2设置在进口管箱12上，热流进口管2经进口管箱12后和第一换热管3和第二换热管4相连通。

第一换热管3和第二换热管4均设置于壳体1的换热腔11内。第一换热管3一端与进口管箱12连接，另一端与第一冷流腔132连接。第二换热管4一端与进口管箱12连接，另一端与第二冷流腔133连接。

第一冷流出口管5一端与第一冷流腔132相连通，另一端与混合冷流出口管7相连，第一冷流出口管5上设有第一阀门51。第二冷流出口管6一端与第二冷流腔133相连通，另一端与混合冷流出口管7相连，第二冷流出口管6上设有第二阀门61；第二冷流出口管6的出口端也可与位于混合冷流出口管7与第一阀门51之间的第一冷流出口管5连接。

使用时，热流体从热流进口管2进入到进口管箱12内，在流经第一换热管3和第二换热管4，换热腔11内的冷流体与第一换热管3和第二换热管4内热流体进行换热，换热后冷流体分别进入第一冷流腔132和第二冷流腔133内，然后再分别从第一冷流出口管5和第二冷流出口管6流至混合冷流出口管7。使用时，通过控制与第一阀门51和第二阀门61的开度或者关闭，从而控制对应换热管组的实际投入使用率，更直接更有效的控制汇总后混合冷流出口管7的换热温度。

本实施例中，进口管箱12和出口管箱13设置在换热腔11的一端。具体的，壳体1内部设有一管板10，管板10将壳体1内部空间隔成换热腔11和流体存储箱，所述流体存储箱内部固定有一挡板14，该挡板14将流体存储箱分隔成进口管箱12和出口管箱13，隔板131再将出口管箱13分隔成第一冷流腔132和第二冷流腔133，进口管箱12管板10、挡板14均与壳体1内壁焊接在一起。即本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中出口管箱13在进口管箱12的另一侧，而本实施例中出口管箱13和进口管箱12在同一侧。

本实施例中，第一换热管3和第二换热管4采用U型管。热流进口管2一端与进口管箱12相连，第一换热管3一端与进口管箱12相连，另一端与第一冷流腔132相连，第二换热管4一端与进口管箱12相连，另一端与第二冷流腔133相连。

本实施例中未作详细说明之处，为本领域公知的技术。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到其各种变化或替换，这些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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种宽温度调节范围的换热装置，其特征在于，包括：

壳体（1），其内部具有换热腔（11）及与所述换热腔（11）相连的进口管箱（12）和出口管箱（13）；

所述出口管箱（13）内部设有第一冷流腔（132）和第二冷流腔（133）；

热流进口管（2），设置于所述进口管箱（12）上；

第一换热管（3），设置于所述换热腔（11）内，一端与所述进口管箱（12）连接，另一端与所述第一冷流腔（132）连接；

第二换热管（4），设置于所述换热腔（11）内，一端与所述进口管箱（12）连接，另一端与所述第二冷流腔（133）连接；

其中，所述第一冷流腔（132）和所述第二冷流腔（133）分别连接有第一冷流出口管（5）和第二冷流出口管（6）；所述第一冷流出口管（5）和第二冷流出口管（6）上分别设有第一阀门（51）和第二阀门（61）；所述第一冷流出口管（5）和第二冷流出口管（6）的出口端均与混合冷流出口管（7）相连。

2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述出口管箱（13）内部设置有隔板（131），所述隔板（131）将所述出口管箱（13）内部空间分隔成第一冷流腔（132）和第二冷流腔（133）。

3.根据权利要求1或2所述的换热装置，其特征在于，所述进口管箱（12）和所述出口管箱（13）分别位于所述换热腔（11）的两端。

4.根据权利要求3所述的换热装置，其特征在于，所述壳体（1）内部两端分别设有管板（10），所述管板（10）将壳体（1）内部空间隔成换热腔（11）和位于所述换热腔（11）两端的进口管箱（12）和出口管箱（13）。

5.根据权利要求3所述的换热装置，其特征在于，所述第一换热管（3）和第二换热管（4）为直延伸管。

6.根据权利要求5所述的换热装置，其特征在于，所述直延伸管为直管或旋转盘沿的弯曲绕管。

7.根据权利要求1或2所述的换热装置，其特征在于，所述进口管箱（12）和所述出口管箱（13）均位于所述换热腔（11）的一端。

8.根据权利要求7所述的换热装置，其特征在于，所述壳体（1）内部设有一管板（10），所述管板（10）将壳体（1）内部空间隔成换热腔（11）和流体存储箱，所述流体存储箱内设有一挡板（14），所述挡板（14）将所述流体存储箱分隔成进口管箱（12）和出口管箱（13）。

9.根据权利要求7所述的换热装置，其特征在于，所述第一换热管（3）和第二换热管（4）为U型管。

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