CN220567940U - 列管式换热器设备及机械式蒸汽再压缩设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及化工设备技术领域，提供了一种列管式换热器设备及机械式蒸汽再压缩设备，列管式换热器设备的上管箱和下管箱分别与壳体的轴向一端固定，上管箱和第一管板形成第一腔体，下管箱与第二管板形成第二腔体，上管箱开设有人孔，上管箱铰接有密封门，密封门能够封闭或是开启人孔；换气组件包括第一换气扇和第二换气扇，第一换气扇安装于下管箱，能够向第二腔体内通入空气，第二换气扇安装于上管箱，能够将第一腔体内的气体排出。换气组件能够降低第一腔体内有害气体的浓度还能够降低其内部温度，人孔的设置使得作业人员能够站在第一腔体外对换热管组的内周壁进行冲洗清洁，提高了清理作业的安全性。

Description

列管式换热器设备及机械式蒸汽再压缩设备

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，尤其涉及列管式换热器设备及机械式蒸汽再压缩设备。

背景技术

管壳式换热器是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构简单、造价低、流通截面较宽、易于清洗水垢；但传热系数低、占地面积大。可用各种结构材料制造，能在高温、高压下使用，是应用最广的类型。

当换热管内的物料与高温气体热交换后，物料的部分水分被蒸发，使得物料中部分成分于换热管壁结晶，且随着使用时间的增加，结晶不断积累，将影响物料于换热管中的流通，甚至阻塞换热管，因此，需要对换热管的内周壁进行清理。

目前，执行清理作业时，需要作业人员进入设备进行冲洗列管。由于换热器内温度极高，且充斥着大量物料的蒸汽，不仅湿度较大，且蒸汽具备一定的腐蚀性，设备内部的空间又较为狭小，长期工作，影响人员的身心健康，因此需要频繁更换作业班次进入设备，以减少每位作业人员与有害高温气体接触的时间，导致了作业效率低，又由于常见的管壳式换热器为了增强密封性，使得人孔开设较小，在换班作业时，人员进出极为不便。这又延长了作业时间。

因此，亟需一种列管式换热器设备及机械式蒸汽再压缩设备，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种列管式换热器设备及机械式蒸汽再压缩设备，能够减少作业人员与有毒有害气体接触的机会，提高了清理作业的安全性，进而减少清洁人员的班次更换，提高工作效率。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

列管式换热器设备，包括：

壳体，呈柱状；

第一管板和第二管板，分别与上述壳体固定并与其内周壁沿周向密封，沿上述壳体的轴向，上述第一管板位于上述第二管板的上方，上述第一管板、上述第二管板和上述壳体围合成腔体；

上管箱和下管箱，分别沿竖直方向与上述壳体的轴向上、下端固定，上述上管箱位于上述下管箱的上方，上述上管箱和上述第一管板形成第一腔体，上述下管箱与上述第二管板形成第二腔体，上述上管箱开设有人孔，上述上管箱铰接有密封门，上述密封门能够封闭或开启上述人孔；上述上管箱和上述下管箱均开设有端口，且上述端口处设置有用于控制上述端口通断的启闭阀；

换热管组，上述换热管组包括若干竖直方向平行设置的换热管，上述换热管组沿上述壳体的轴向设置于上述壳体内，其两端通过上述第一管板和上述第二管板与上述壳体固定，且连通上述第一腔体和上述第二腔体；

多块折流板，上述折流板设置于上述壳体内，且于上述第一管板和上述第二管板之间沿上述壳体的轴向交错排布，上述换热管组部分穿过上述折流板；

换气组件包括第一换气扇和第二换气扇，上述第一换气扇安装于上述下管箱，能够向上述第二腔体内通入空气，上述第二换气扇安装于上述上管箱，将上述第一腔体内的气体排出。

作为上述列管式换热器设备的一种优选技术方案，上述换气组件还包括制冷模块，用于降低空气的温度，空气经过上述制冷模块后，通过上述第一换气扇进入上述第二腔体中。

作为上述列管式换热器设备的一种优选技术方案，上述上管箱沿上述壳体的周向开设有多个上述人孔，且一一对应的设置有上述密封门。

作为上述列管式换热器设备的一种优选技术方案，其特征在于，上述密封门朝向上述第一腔体一侧的端面设置有迷宫密封槽，且上述迷宫密封槽位于上述密封门与上述上管箱的之间。

作为上述列管式换热器设备的一种优选技术方案，上述密封门包括第一密封部和第二密封部，上述第一密封部能够与上述上管箱的外周壁抵接，上述迷宫密封槽开设于上述第一密封部，上述第二密封部能够部分伸入上述第一腔体中，且其周侧壁与上述人孔的内周壁之间设置有密封圈。

作为上述列管式换热器设备的一种优选技术方案，上述第一密封部的周侧间隔开设有多个连接孔，且上述连接孔均位于上述迷宫密封槽与上述密封门的周侧边缘之间，上述上管箱对应的开设有多个螺纹孔，紧固件穿过上述连接孔后与上述螺纹孔螺纹连接。

作为上述列管式换热器设备的一种优选技术方案，上述上管箱凸设有安装部，上述安装部的周侧壁围成安装空间，上述密封门与上述安装部铰接，且上述第二密封部位于上述安装空间内。

提供了机械式蒸汽再压缩设备，包括上述的列管式换热器设备。

作为上述机械式蒸汽再压缩设备的一种优选技术方案，还包括闪蒸器、循环泵和两个上述列管式换热器设备，第一列管式换热器设备和第二列管式换热器设备，上述第一列管式换热器设备的上述第一腔体开设有第一端口，其上述第二腔体开设有第二端口，上述第二列管式换热器设备的上述第一腔体开设有第三端口，其上述第二腔体开设有第四端口，上述第一端口与上述闪蒸器的出料口连通，上述第二端口通过循环泵与上述第四端口连通，上述第三端口与上述闪蒸器的进料口连通。

作为上述机械式蒸汽再压缩设备的一种优选技术方案，上述壳体的周侧壁于上述腔体开设有壳程介质进口和壳程介质出口，上述机械式蒸汽再压缩设备还包括进料通道、压缩机和热回收器，上述闪蒸器的排气孔通过上述压缩机与两个上述列管式换热器设备的壳程介质进口连通，两个上述壳程介质出口均与上述热回收器连通，上述进料通道通过上述热回收器后与开设于上述第一腔体的上述第一端口连通。

本实用新型有益效果：

本实施例提供了一种列管式换热器设备，包括壳体、第一管板、第二管板、换热管组、多块折流板及换气组件。其中，壳体呈柱状；第一管板和第二管板分别与壳体固定并与其内周壁沿周向密封，沿壳体的轴向，第一管板位于第二管板的上方，第一管板、第二管板和壳体围合成腔体；上管箱和下管箱，分别沿竖直方向与壳体的轴向上、下端固定，上管箱位于下管箱的上方，上管箱和第一管板形成第一腔体，下管箱与第二管板形成第二腔体，上管箱开设有人孔，上管箱铰接有密封门，密封门能够封闭或开启人孔；上管箱和下管箱均开设有端口，且端口处设置有用于控制端口通断的启闭阀；换热管组包括若干竖直方向平行设置的换热管，换热管组沿壳体的轴向设置于壳体内，其两端通过第一管板和第二管板与壳体固定，且连通第一腔体和第二腔体；折流板设置于壳体内，且于第一管板和第二管板之间沿壳体的轴向交错排布，换热管组部分穿过折流板；换气组件包括第一换气扇和第二换气扇，第一换气扇安装于下管箱，向第二腔体内通入空气，第二换气扇安装于上管箱，能够将第一腔体内的气体排出。

具体的，物料能够自第一腔体通过换热管组进入第二腔体，或是借助泵体自第二腔体通过换热管组进入第一腔体中，换热管组处于腔体内，腔体内通有高温气体，与换热管组内的物料进行热交换，腔体内还设有多个折流板，折流板延长了高温气体的壳程，使得高温气体能够充分与换热管组内的物料进行接触。

在进行清理时，列管式换热器设备的两个启闭阀关闭，开启换气组件，第二换气扇将第一腔体内的有毒有害气体抽出，大量的热量也随着有毒有害气体抽出一同排出，同时第一换气扇向第二腔体内通入空气，随着空气的通入，降低了第一腔体内的有毒有害气体浓度，同时空气还能够对第一腔体进行降温，随后打开密封门，使得第一腔体与外界连通，作业人员能够站在第一腔体外对换热管组的内周壁进行冲洗清洁，使得工作环境相对宽松，且温度和空气质量相对安全且舒适，降低了作业人员更换的班次，提高了工作效率，更减少了作业人员与有毒有害气体接触的机会，提高了清理作业的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的列管式换热器设备的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的上管箱的正视图；

图3是本实用新型实施例提供的上管箱的俯视图；

图4是本实用新型实施例提供的机械式蒸汽再压缩设备的结构示意图。

图中：

100、列管式换热器设备；110、第一列管式换热器设备；120、第二列管式换热器设备；

10、壳体； 11、腔体；

21、第一管板； 22、第二管板；

30、上管箱；31、第一腔体；32、密封门；33、端口；331、第一端口；332、第三端口；34、安装部；

40、下管箱；41、第二腔体；42、第二端口；43、第四端口；

50、折流板；60、换热管组；

200、闪蒸器；300、循环泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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；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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，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。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1至图3所示，本实施例提供了一种列管式换热器设备100，包括壳体10、第一管板21、第二管板22、换热管组60、多块折流板50及换气组件。其中，壳体10呈柱状；第一管板21和第二管板22分别与壳体10固定并与其内周壁沿周向密封，沿壳体10的轴向，第一管板21位于第二管板22的上方，第一管板21、第二管板22和壳体10围合成腔体11；上管箱30和下管箱40，分别沿竖直方向与壳体10的轴向上、下端固定，上管箱30位于下管箱40的上方，上管箱30和第一管板21形成第一腔体31，下管箱40与第二管板22形成第二腔体41，上管箱30开设有人孔，上管箱30铰接有密封门32，密封门32能够封闭或开启人孔；上管箱30和下管箱40均开设有端口33，且端口33处设置有用于控制端口33通断的启闭阀；换热管组60包括若干竖直方向平行设置的换热管，换热管组60沿壳体10的轴向设置于壳体10内，其两端通过第一管板21和第二管板22与壳体10固定，且连通第一腔体31和第二腔体41；折流板50设置于壳体10内，且于第一管板21和第二管板22之间沿壳体10的轴向交错排布，换热管组60部分穿过折流板50。

具体的，物料能够自第一腔体31通过换热管组60进入第二腔体41，或是借助泵体自第二腔体41通过换热管组60进入第一腔体31中，换热管组60处于腔体11内，腔体11内通有高温气体，与换热管组60内的物料进行热交换，腔体11内还设有多个折流板50，折流板50延长了高温气体的壳程，使得高温气体能够充分与换热管组60内的物料进行接触。

进一步的，列管式换热器设备100还包括换气组件，换气组件包括第一换气扇和第二换气扇，第一换气扇安装于下管箱40，能够向第二腔体41内通入空气，第二换气扇安装于上管箱30，将第一腔体31内的气体排出。

当物料与高温气体热交换后，其部分水分被蒸发，使得物料中部分成分于换热管壁结晶，且随着使用时间的增加，结晶不断积累，将影响物料于换热管中的流通，甚至阻塞换热管，因此，需要对换热管的内周壁进行清理。在进行清理时，列管式换热器设备100的两个启闭阀关闭，开启换气组件，第二换气扇将第一腔体31内的有毒有害气体抽出，大量的热量也随着有毒有害气体抽出一同排出，同时第一换气扇向第二腔体41内通入空气，随着空气的通入，降低了第一腔体31内的有毒有害气体浓度，同时空气还能够对第一腔体31进行降温，随后打开密封门32，使得第一腔体31与外界连通，作业人员能够站在第一腔体31外对换热管组60的内周壁进行冲洗清洁，确保工作空间相对宽松，且温度和空气质量相对安全、舒适，减少了作业人员与有毒有害气体接触的机会，提高了清理作业的安全性。

需要说明的是，具体的冲洗清洁方式根据换热管内的物料类型有所区分，且均为现有技术，在此不在赘述。

可选的，换气组件还包括制冷模块，用于降低空气的温度，空气经过制冷模块后，通过第一换气扇进入第二腔体41中。如此设置，为第一腔体31通入大量制冷气体后，制冷气体能够通过换热管组60自第一腔体31进入第二腔体41，使得列式换热器设备的内部温度快速下降至适合人员工作的温度，避免人员处于高温工作环境。

进一步的，第一腔体31和/或第二腔体41的内部设置有第一温度传感器，外部设置有第二温度传感器，密封门32上安装有指示灯，第一温度传感器、第二温度传感器和指示灯均与控制单元通讯连接，当需要对换热管组60进行清洁时，冷却组件开启，对列管式换热器设备100内部进行冷却，由第一温度传感器对其内部环境的温度进行实时监控，并将对应数据发送至控制单元，同时第二温度传感器能够将室外温度实时传送至控制单元，控制单元对比两个温度数值，当室外温度高于预设值时，当室外温度和室内温度之间差值在0-5℃时，或当室外温度低于预设值时，列管式换热器设备100内的温度降至预设值时，均视为列管式换热器设备100内的温度已达到适合人员工作的温度，此时，控制单元将发送信号至指示灯，指示灯自红色切换至绿色，作业人员才有权限将密封门32开启。如此可以有效避免作业人员在开启密封门32时，因灼热气体冲击，导致烧伤。

可选的，上管箱30沿壳体10的周向开设有多个人孔，且一一对应的设置有密封门32。如此使得列管式换热器设备100内部与室外连通更加充分，使得空气更加流通。且开设多个人孔，使得在执行清洁任务时，可以由多名人员同时对同一列管式换热器设备100进行清洁，缩减了单个设备的清洁时间。

可选的，密封门32朝向第一腔体31一侧的端面设置有迷宫密封槽，且迷宫密封槽位于密封门32与上管箱30的之间。如此，通过迷宫密封槽加强密封门32与上管箱30的之间的密封连接，避免列式换热器设备在正常工作时，其内部的加工气体自缝隙中逃逸至室外。

可选的，密封门32包括第一密封部和第二密封部，第一密封部能够与上管箱30的外周壁抵接，迷宫密封槽开设于第一密封部，第二密封部能够部分伸入第一腔体31中，且其周侧壁与人孔的内周壁之间设置有密封圈。如此设置，进一步的加强密封门32与上管箱30的之间的密封连接，由密封圈封堵第二密封部与人孔的内周壁之间的缝隙，形成第一级密封，再由迷宫密封槽形成第二级密封，拦截自密封圈处泄露的加工气体。

可选的，第一密封部的周侧间隔开设有多个连接孔，且连接孔均位于迷宫密封槽与密封门32的周侧边缘之间，上管箱30对应的开设有多个螺纹孔，紧固件穿过连接孔后与螺纹孔螺纹连接。如此设置，通过螺纹连接，列管式换热器设备100正常工作时，使得密封门32与上管箱30之间密封关系更加可靠。

可选的，上管箱30凸设有安装部34，安装部34的周侧壁围成安装空间，密封门32与安装部34铰接，且第二密封部位于安装空间内。如此设置，能够减少第二密封部与加工气体的接触，避免加工气体或结晶于第二密封部大量积累。

如图4所示，还提供了一种机械式蒸汽再压缩设备，包括上述的列管式换热器设备100。

可选的，机械式蒸汽再压缩设备还包括闪蒸器200、循环泵300和两个列管式换热器设备100，第一列管式换热器设备110和第二列管式换热器设备120，其中第一列管式换热器设备110的第一腔体31开设有第一端口331，其第二腔体41开设有第二端口42，第二列管式换热器设备120的第一腔体31开设有第三端口332，其第二腔体41开设有第四端口43，第一端口331与闪蒸器200的出料口连通，第二端口42通过循环泵300与第四端口43连通，第三端口332闪蒸器200的进料口连通。物料自第一端口331进入其中一个列管式换热器设备100的第一腔体31，并经过换热管组60流入第二腔体41，物料的温度初次提升，随后由循环泵300将物料送入另一个列管式换热器设备100中，并自其第二腔体41经过换热管组60流向第一腔体31，进行第二次加热，使得物料的温度提升，被加热后的物料采用轴向进料的方式进入闪蒸器200中，释放过饱和度的物料再次经过两个加热循环。

可选的，列管式换热器设备100的壳体10的周侧壁于腔体11开设有壳程介质进口和壳程介质出口，机械式蒸汽再压缩设备还包括进料通道、压缩机和热回收器，闪蒸器200的排气孔通过压缩机与两个列管式换热器设备100的壳程介质进口连通，两个壳程介质出口均与热回收器连通，进料通道通过热回收器后与开设于第一腔体31的第一端口331连通。闪蒸器200中产生的蒸汽通过压缩机增压升温后自壳程介质进口分别通入两个列管式换热器设备100的腔体11中，高温蒸汽与换热管组60中的物料发生热交换后，一部分形成冷凝液排出，冷凝液携带部分热量通过热回收器对物料进行预加热，另一部分，作为不凝气体排出。物料在经过预加热后自第一端口331通入列管式换热器设备100中。

此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里上述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.列管式换热器设备，其特征在于，包括：

壳体(10)，呈柱状；

第一管板(21)和第二管板(22)，分别与所述壳体(10)固定并与其内周壁沿周向密封，沿所述壳体(10)的轴向，所述第一管板(21)位于所述第二管板(22)的上方，所述第一管板(21)、所述第二管板(22)和所述壳体(10)围合成腔体(11)；

上管箱(30)和下管箱(40)，分别沿竖直方向与所述壳体(10)的轴向上、下端固定，所述上管箱(30)位于所述下管箱(40)的上方，所述上管箱(30)和所述第一管板(21)形成第一腔体(31)，所述下管箱(40)与所述第二管板(22)形成第二腔体(41)，所述上管箱(30)开设有人孔，所述上管箱(30)铰接有密封门(32)，所述密封门(32)能够封闭或开启所述人孔；所述上管箱(30)和所述下管箱(40)均开设有端口(33)，且所述端口(33)处设置有用于控制所述端口(33)通断的启闭阀；

换热管组(60)，所述换热管组(60)包括若干竖直方向平行设置的换热管，所述换热管组(60)沿所述壳体(10)的轴向设置于所述壳体(10)内，其两端通过所述第一管板(21)和所述第二管板(22)与所述壳体(10)固定，且连通所述第一腔体(31)和所述第二腔体(41)；

多块折流板(50)，所述折流板(50)设置于所述壳体(10)内，且于所述第一管板(21)和所述第二管板(22)之间沿所述壳体(10)的轴向交错排布，所述换热管组(60)部分穿过所述折流板(50)；

换气组件包括第一换气扇和第二换气扇，所述第一换气扇安装于所述下管箱(40)，能够向所述第二腔体(41)内通入空气，所述第二换气扇安装于所述上管箱(30)，将所述第一腔体(31)内的气体排出。

2.根据权利要求1所述的列管式换热器设备，其特征在于，所述换气组件还包括制冷模块，用于降低空气的温度，空气经过所述制冷模块后，通过所述第一换气扇进入所述第二腔体(41)中。

3.根据权利要求1所述的列管式换热器设备，其特征在于，所述上管箱(30)沿所述壳体(10)的周向开设有多个所述人孔，且一一对应的设置有所述密封门(32)。

4.根据权利要求1所述的列管式换热器设备，其特征在于，所述密封门(32)朝向所述第一腔体(31)一侧的端面设置有迷宫密封槽，且所述迷宫密封槽位于所述密封门(32)与所述上管箱(30)的之间。

5.根据权利要求4所述的列管式换热器设备，其特征在于，所述密封门(32)包括第一密封部和第二密封部，所述第一密封部能够与所述上管箱(30)的外周壁抵接，所述迷宫密封槽开设于所述第一密封部，所述第二密封部能够部分伸入所述第一腔体(31)中，且其周侧壁与所述人孔的内周壁之间设置有密封圈。

6.根据权利要求5所述的列管式换热器设备，其特征在于，所述第一密封部的周侧间隔开设有多个连接孔，且所述连接孔均位于所述迷宫密封槽与所述密封门(32)的周侧边缘之间，所述上管箱(30)对应的开设有多个螺纹孔，紧固件穿过所述连接孔后与所述螺纹孔螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的列管式换热器设备，其特征在于，所述上管箱(30)凸设有安装部(34)，所述安装部(34)的周侧壁围成安装空间，所述密封门(32)与所述安装部(34)铰接，且所述第二密封部位于所述安装空间内。

8.机械式蒸汽再压缩设备，其特征在于，包括上述权利要求1-7任一项所述的列管式换热器设备(100)。

9.根据权利要求8所述的机械式蒸汽再压缩设备，其特征在于，还包括闪蒸器(200)、循环泵(300)和两个所述列管式换热器设备(100)，第一列管式换热器设备(110)和第二列管式换热器设备(120)，所述第一列管式换热器设备(110)的所述第一腔体(31)开设有第一端口(331)，其所述第二腔体(41)开设有第二端口(42)，所述第二列管式换热器设备(120)的所述第一腔体(31)开设有第三端口(332)，其所述第二腔体(41)开设有第四端口(43)，所述第一端口(331)与所述闪蒸器(200)的出料口连通，所述第二端口(42)通过循环泵(300)与所述第四端口(43)连通，所述第三端口(332)与所述闪蒸器(200)的进料口连通。

10.根据权利要求9所述的机械式蒸汽再压缩设备，其特征在于，所述壳体(10)的周侧壁于所述腔体(11)开设有壳程介质进口和壳程介质出口，所述机械式蒸汽再压缩设备还包括进料通道、压缩机和热回收器，所述闪蒸器(200)的排气孔通过所述压缩机与两个所述列管式换热器设备(100)的壳程介质进口连通，两个所述壳程介质出口均与所述热回收器连通，所述进料通道通过所述热回收器后与开设于所述第一腔体(31)的所述第一端口(331)连通。