CN218764653U - 卧式冷凝器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及冷凝器领域，尤其涉及一种卧式冷凝器，该卧式冷凝器包括：壳体；多个支撑板，所述多个支撑板沿所述壳体的轴向依次间隔地排列于所述壳体内，从而将所述壳体的内腔分隔成沿所述壳体的轴向依次排列的多个汽室；多个换热管，所述多个换热管相互间隔地排列于所述壳体内，并且每个所述换热管均对穿所述多个支撑板设置、以由所述多个支撑板支撑；其中，每个所述支撑板上均开设有连通相邻两个所述汽室的多个通汽孔。本申请可提升卧式冷凝器的换热效率。

Description

卧式冷凝器

技术领域

本申请涉及冷凝器技术领域，尤其涉及一种卧式冷凝器。

背景技术

在卧式冷凝器中，通常将换热管束顶部到蒸汽入口之间的空间称为联箱，蒸汽通过接管进入联箱，沿轴向流动，然后横掠过换热管束与管内冷水进行热交换形成冷凝液，在冷凝器底部汇聚成液池排出冷凝器。

为了防止换热管束在蒸汽高速冲击下引起振动，导致换热管断裂，目前采用防止冲击和振动的主要基本设施有两个：在壳程蒸汽入口处设置防冲板以及在壳程利用支撑板固定换热管束。防冲板可以避免高速蒸汽直接冲击换热管束，当蒸汽进入壳程联箱后，首先撞击防冲板，随后改变了流动方向与降低了流速并流入到换热管束，从而避免了高速蒸汽直接对换热管束的冲击。壳程内设置支撑板的目的是固定换热管束，换热管穿过支撑板并且与支撑板紧密接触，因而得到了固定并且避免了水平换热管振动引起断裂问题。一般卧式冷凝器长度较长，需要沿冷凝器轴线布置较多的支撑板，于是，相邻支撑板之间就形成了蒸汽流动与换热的通道，也称汽室。蒸汽在联箱中沿轴向流动，将蒸汽分配给各个汽室，支撑板为圆缺形，其上圆缺高度为联箱高度。汽室相互平行，并且相互隔绝，蒸汽通过联箱进入汽室后，则再不能沿轴向相互流通，直至各个汽室的底部的液池。支撑板下园缺部分与冷凝器底部之间构成凝结液流动通路，也称液池。各个汽室的凝结液汇聚在液池内，随即通过冷凝液出口排出冷凝器。这些防止振动和防止冲击的方法十分有效，得到广泛应用。但是，这些设施却对传热和流体上带来负面影响，影响冷凝效率。一般情况下，流体进入壳体的联箱后，沿轴向对各个汽室分配蒸汽，但是更多的是集中在防冲板附近的汽室，而有的汽室，特别是两端的汽室所获蒸汽流量就很低。根据传热学理论，在换热管和流体工质确定后，壳程的冷凝过程依据流量的大小分为重力控制或者剪切力控制过程。在重力控制过程中，传热形式主要是蒸汽的相变传热；在剪切力控制过程中，传热强度大于重力控制过程，原因在于高流速剪切力作用下，冷凝液膜减薄并形成波动状，相变传热以及显热传热均得到强化。当各个汽室内的蒸汽流量不同时，换热强度也不同，阻力也不同，这一换热机理加剧了局部蒸汽流量的不均匀性。

另外一方面，换热管中的冷却水温度沿管程是变化的，在冷却水在与蒸汽热交换过程中，水温不断被加热与升温，冷却水出口温度要比入口温度高。因此，每个汽室内的换热温差也差别很大，粗略估计，冷却水入口处的汽室与出口处的汽室的换热温差能够相差30％左右。因此，各个汽室内的换热能力也是不同的，同样加剧了局部蒸汽流量的差别。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少之一，本申请提出一种卧式冷凝器，以提升换热效率。

本申请提出一种卧式冷凝器，包括：

壳体；

多个支撑板，所述多个支撑板沿所述壳体的轴向依次间隔地排列于所述壳体内，从而将所述壳体的内腔分隔成沿所述壳体的轴向依次排列的多个汽室；

多个换热管，所述多个换热管相互间隔地排列于所述壳体内，并且每个所述换热管均对穿所述多个支撑板设置、以由所述多个支撑板支撑；

其中，每个所述支撑板上均开设有连通相邻两个所述汽室的多个通汽孔。

在一种可能的实施方式中，所述第一方向为水平方向，所述支撑板竖直布置，所述多个通汽孔设置于所述支撑板的1/2高度位置。

在一种可能的实施方式中，所述多个通汽孔在所述支撑板的1/2高度位置沿水平的直线方向间隔排列。

在一种可能的实施方式中，每个所述支撑板上所述通汽孔的数量相同，并且各个所述支撑板上的所述通汽孔同轴线布置。

在一种可能的实施方式中，对于每一个所述支撑板，其上的所述多个通汽孔的总面积为该支撑板面积的1-3％。

在一种可能的实施方式中，所述壳体上设置有蒸汽入口、冷凝液出口、冷却水入口和冷却水出口，其中，所述蒸汽入口位于所述多个支撑板及所述多个换热管的上方，所述冷凝液出口位于所述多个支撑板及所述多个换热管的下方，所述冷却水入口和所述冷却水出口分别位于所述换热管的相对两端、并与所述换热管相连通。

在一种可能的实施方式中，所述壳体的内腔中设置有位于所述蒸汽入口处的防冲板。

在一种可能的实施方式中，所述支撑板的上侧边与所述壳体的上侧内壁之间形成有供蒸汽流通的第一缺口，所述支撑板的下侧边与所述壳体的下侧内壁之间形成有供冷凝液流通的第二缺口。

在一种可能的实施方式中，所述壳体的内腔的横截面为圆形截面，所述支撑板为顶部和底部均带有缺口的圆缺形板。

在一种可能的实施方式中，所述支撑板上除所述缺口以外的外缘边与所述壳体的内壁密封抵接。

蒸汽通过接管进入壳程联箱后，沿轴向流动并分配给各个汽室，但实际上主要集中在防冲板附近的汽室。由于常规设计的支撑板相互封闭，蒸汽无法沿轴向流动，即使各个汽室的蒸汽流量相差很大，也无法进行调节。本申请提出的这种卧式冷凝器，在支撑板上设置通气孔后，蒸汽可经过通气孔沿轴向流动，解决了蒸汽沿轴向分布不均匀的问题，提升了卧式冷凝器的换热效率。

在卧式冷凝器中，通过与蒸汽的热交换，冷却水温度沿管程不断升高，造成了各个汽室内的换热温差的不同，因而各个汽室的换热能力差异很大，不能使设备充分发挥作用。本申请提供的这种卧式冷凝器，在支撑板上设置的通气孔可以使得蒸汽能够沿轴向流动，及时为换热温差大的汽室补充蒸汽，使换热面积充分发挥作用，提高了换热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本申请的一些实施例，而非对本申请的限制。

图1是本申请一实施例提供的卧式冷凝器的结构示意图。

图2是图1的A-A向剖视示意图。

附图标记说明：

F1-壳体的轴向；

1-壳体，2-内腔，3-汽室，4-换热管，5-支撑板，5a-通汽孔，6-蒸汽入口，7-冷凝液出口，8-冷却水入口，9-冷却水出口，10-防冲板，11-第一缺口，12-第二缺口。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。可以理解，在不冲突的情况下，本文所描述的各个实施例的一些技术手段可相互替换或结合。

在本申请说明书和权利要求书的描述中，若存在术语“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。由此，限定有“第一”、“第二”等的对象可以明示或者隐含地包括一个或者多个该对象。并且，“一个”或者“一”等类似词语，不表示数量限制，而是表示存在至少一个，“多个”表示不少于两个。

图1示出了本申请卧式冷凝器的一个具体实施例，该卧式冷凝器包括壳体1以及设置于壳体1内的多个支撑板5和多个换热管4。其中，多个支撑板5沿壳体的轴向F1依次间隔地排列于壳体1内，从而将壳体1的内腔2分隔成沿壳体的轴向F1依次排列的多个汽室3(蒸汽室3)。多个换热管4相互隔开一定距离，并且每个换热管4均对穿多个支撑板5设置、以由多个支撑板5支撑固定。每个支撑板5上均开设有多个通汽孔5a，该多个通汽孔5a将支撑板5两侧的相邻两个汽室3连通。

在本实施例中，每个支撑板5上均开设有多个通汽孔5a，从而将支撑板5两侧的相邻两个汽室3连通，进而使得不同汽室3中的蒸汽能够经由通汽孔5a相互流动，以平衡各个汽室3中的蒸汽压力和蒸汽量，提升了换热管4各处换热强度的均匀性，增大了该卧式冷凝器的整体换热效率。

在本实施例中，壳体的轴向F1水平延伸。

请一并参见图1和图2，在本实施例中，上述各个支撑板5均竖直布置，而且每个支撑板5上的多个通汽孔5a均设置于该支撑板5的1/2高度位置。将通汽孔5a设于支撑板5的1/2高度位置，能够更好地平衡各个汽室3的蒸汽压力，而且方便了支撑板5的制作。

进一步地，上述多个通汽孔5a在支撑板5的1/2高度位置沿水平的直线方向(与壳体的轴向F1垂直)等距离地间隔排列，每个支撑板5上通汽孔5a的数量相同，并且各个支撑板5上的通汽孔5a同轴线布置。由此，可以减小蒸汽在各个汽室3之间的流通阻力。

通汽孔5a的形状可以是圆形、方形、椭圆形或其他形状，具体在本实施例中，请参见图2，各个通汽孔5a均为圆形孔。

此外，发明人认为，对于每一个支撑板5，其上的多个通汽孔5a的总面积宜为该支撑板5面积的1-3％。这样的设计在保证支撑板5结构强度的同时，不会较多地缩减支撑板5上用来支撑换热管4的面积，也就不会较多地缩减换热管4的布置数量，而且，又能够保证通汽孔5a(通汽孔5a面积不至于过小)平衡蒸汽压力的能力。

请再参见图1，与一些传统的卧式换热器一样，在本实施例中，换热器的壳体1上设置有蒸汽入口6、冷凝液出口7、冷却水入口8和冷却水出口9，其中，蒸汽入口6位于多个支撑板5及多个换热管4的上方，两个冷凝液出口7位于多个支撑板5及多个换热管4的下方，冷却水入口8和冷却水出口9分别位于换热管4的相对两端、并与换热管4相连通。具体而言，冷却水入口8位于壳体1的右侧，冷却水出口9位于壳体1的左侧。

工作时，冷却水从冷却水入口8进入各个换热管4沿换热管4的管腔自右向左流动，最终从冷却水出口9流出，与此同时，高温蒸汽从上方的蒸汽入口6进入壳体1后、流向各个汽室3，在汽室3中，蒸汽与相应管段内的冷却水发送热交换而冷凝，得到的冷凝液向下滴落，并最终从下方的冷凝液出口7排出。

为了防止从蒸汽入口6流入的蒸汽过多地流向最近的汽室3，造成换热管4受冲击而振动甚至断裂，本实施例在壳体1的内腔2中设置了位于蒸汽入口6处的防冲板10，防冲板10不仅具有一定的强度以抵抗上方蒸汽的冲击，而且可引导上方的蒸汽向两侧流向尽可能多的汽室3。

请再参见图2，在本实施例中，支撑板5的上侧边与壳体1的上侧内壁之间形成有供蒸汽流通的第一缺口11(以形成背景技术所说的联箱结构)，以让从蒸汽入口6流入的蒸汽能够较顺畅地流向各个汽室3。为了让各个汽室3中产生的冷凝器向下方的冷凝液出口7汇集排出，支撑板5的下侧边与壳体1的下侧内壁之间形成有供冷凝液流通的第二缺口12。

在本实施例中，壳体1的内腔2的横截面为圆形截面，支撑板5为顶部和底部均带有缺口的圆缺形板。并且，支撑板5上除缺口以外的外缘边与壳体1的内壁密封抵接，如此可以保证支撑板5与壳体1间的连接面积，提升二者间的接合强度。

请再参见图1和图2，在本实施例中，该卧式冷凝器的壳体1长度为5400mm，壳体1的内径为800mm；防冲板10的面积为52500mm²；支撑板5的上圆缺高度为100mm，下圆缺高度为72mm；壳体1内一共配置有六个支撑板5，从而形成七个汽室3，每个支撑板5的面积为443638mm，其上设置九个通汽孔5a，每个通汽孔5a的直径为30mm，九个通汽孔5a的总面积与支撑板5的面积比约为0.014。

Claims (10)

1.一种卧式冷凝器，包括：

壳体；

多个支撑板，所述多个支撑板沿所述壳体的轴向依次间隔地排列于所述壳体内，从而将所述壳体的内腔分隔成沿所述壳体的轴向依次排列的多个汽室；

多个换热管，所述多个换热管相互间隔地排列于所述壳体内，并且每个所述换热管均对穿所述多个支撑板设置、以由所述多个支撑板支撑；

其特征在于，每个所述支撑板上均开设有连通相邻两个所述汽室的多个通汽孔。

2.根据权利要求1所述的卧式冷凝器，其特征在于，所述支撑板竖直布置，所述多个通汽孔设置于所述支撑板的1/2高度位置。

3.根据权利要求2所述的卧式冷凝器，其特征在于，所述多个通汽孔在所述支撑板的1/2高度位置沿水平的直线方向间隔排列。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的卧式冷凝器，其特征在于，每个所述支撑板上所述通汽孔的数量相同，并且各个所述支撑板上的所述通汽孔同轴线布置。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的卧式冷凝器，其特征在于，对于每一个所述支撑板，其上的所述多个通汽孔的总面积为该支撑板面积的1-3％。

6.根据权利要求1所述的卧式冷凝器，其特征在于，所述壳体上设置有蒸汽入口、冷凝液出口、冷却水入口和冷却水出口，其中，所述蒸汽入口位于所述多个支撑板及所述多个换热管的上方，所述冷凝液出口位于所述多个支撑板及所述多个换热管的下方，所述冷却水入口和所述冷却水出口分别位于所述换热管的相对两端、并与所述换热管相连通。

7.根据权利要求6所述的卧式冷凝器，其特征在于，所述壳体的内腔中设置有位于所述蒸汽入口处的防冲板。

8.根据权利要求6所述的卧式冷凝器，其特征在于，所述支撑板的上侧边与所述壳体的上侧内壁之间形成有供蒸汽流通的第一缺口，所述支撑板的下侧边与所述壳体的下侧内壁之间形成有供冷凝液流通的第二缺口。

9.根据权利要求8所述的卧式冷凝器，其特征在于，所述壳体的内腔的横截面为圆形截面，所述支撑板为顶部和底部均带有缺口的圆缺形板。

10.根据权利要求9所述的卧式冷凝器，其特征在于，所述支撑板上除所述缺口以外的外缘边与所述壳体的内壁密封抵接。

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