CN2409479Y - 气－液相中、低温径向热管换热器 - Google Patents

气－液相中、低温径向热管换热器 Download PDF

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王虹
牟楷
刘伯军
肖文朝
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Jiangsu Kesheng Heating Equipment Engineering Co., Ltd.
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Abstract

本实用新型涉及一种气－液相中、低温径向热管换热器,它包括有壳体和热管体,壳体内设有用于支撑和固定热管体的管板,热管体由多排相互平行的管束组成,且每排管束均由多根相互平行的径向热管构成,热管体两端最外侧一排的两组管束中,其各径向热管外端分别由各自的连箱管连通连接,使它们分别并接为一体,两连箱管引出壳体分别与对应系统的液体进、出口相连,而且,热管体两端最外侧一排的管束中,其各径向热管的内端依次与它们中间的各排管束的对应径向热管通过弯头串接连为一体。

Description

气-液相中、低温径向热管换热器
本实用新型涉及一种广泛用于石油、化工、动力、建材等领域中系统的热交换及余热回收的热交换设备。
现有气-液相热管换热器存在如下问题：
1、现有气-液相热管换热器所使用的热管是重力热管，这种热管是靠重力实现工作介质回流的，因此在工作时受热段必须在管子的下部，而放热段则必须在管子的上部，水平时就难以实现热的传递，由重力热管组成的热管换热器多用于水平方向流动流体的换热，在垂直流动的流体中就很难应用。使用面受到限制。
2、重力热管系轴向导热，不凝性气体易于聚集在放热段的端部，等温性能难以保证，而影响热管的传热性能。
3、重力热管换热器，换热时冷、热流体的流动必须平行错开布置，而无法实现交错重叠流动，这将会使设备有长度增加，而占据较大的空间。
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种使用面广、传热性能好，且体积小的气-液相中、低温径向热管换热器。
本实用新型的技术解决方案：
一种气-液相中、低温径向热管换热器，它包括有壳体和热管体，壳体内设有用于支撑和固定热管体的管板，其特征在于：
a、热管体由多排相互平行的管束组成，且每排管束均由多根相互平行的径向热管构成，热管体两端最外侧一排的两组管束中，其各径向热管外端分别由各自的连箱管连通连接，使它们分别并接为一体，两连箱管引出壳体分别与对应系统的液体进、出口相连，而且，热管体两端最外侧一排的管束中，其各径向热管的内端依次与它们中间的各排管束的对应径向热管通过弯头串接连为一体；
b、各径向热管结构相同，它由外管、内管、封头组成，两封头与外管两端密封连接，内管穿过两封头及其外管，它位于外管内中部，且内管外壁的对应穿过两封头的位置亦与两封头为密封连接，在外管和内管之间的空腔中充填有一定量的液体工作介质。
本实用新型具有下列优点：
1、本实用新型所使用的热管是径向热管，这种热管内布有吸液芯，流体回流是靠毛细泵力实现的，因此热管的工作位置和流体的流动不受任何限制，可以全方位工作。使用面广。
2、径向热管换热器与重力热管换热器相比，在处理量相同的情况下，其占据空间较小，可使体积大大减小。
3、径向热管具有很高的等温性能，不凝性气体对其影响极小，其传热性能较高。
4、径向热管换热器给水侧的焊点均布于炉气外侧，存在于箱体以外，这将大大提高系统运行的可靠性，且便于维修。
5、径向热管换热器气、液两侧流体的流动阻力均较小，设备的运行费用低。
以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型中各径向热管分布连接示意图；
图3是图2的俯视图；
图4是本实用新型的径向热管结构示意图；
图5是图4的断面示意图。
如图1-5，本实用新型包括有壳体1和热管体2，壳体1内设有用于支撑和固定热管体2的管板3(壳体和管板可以是一体，也可是分体)，本实用新型的特点是：
a、热管体2由多排相互平行的管束4组成，且每排管束4均由多根相互平行的径向热管5构成，热管体2两端最外侧一排的两组管束4中，其各径向热管5外端分别由各自的连箱管6连通连接，使它们分别并接为一体，两连箱管6引出壳体1分别与对应系统的液体进、出口相连，而且，热管体2两端最外侧一排的管束4中，其各径向热管5的内端依次与它们中间的各排管束4的对应径向热管5通过弯头7串接连为一体；
b、各径向热管5结构相同，它由外管8、内管9、封头10组成，两封头10与外管8两端密封连接，内管9穿过两封头10及其外管8，它位于外管8内中部，且内管9外壁的对应穿过两封头10的位置亦与两封头10为密封连接(图4中的密封连接均采用氩弧焊接)，在外管8和内管9之间的空腔11中充填有一定量的液体工作介质16(如水、甲醇、丙酮等)。
本实用新型中，热管体2在壳体1内的设置可以是整体的水平安置(图1中所示的即为水平安置)，也可是整体的垂直安置，还可是整体的任意角度的斜向安置，只要各排的管束4及每排管束4中的各对应径向加热管5均处于平行状态即可。
本实用新型中各管束4的排数及每排管束4的各径向热管5的根数根据换热器处理量的大小来定，通常管束4的排数在8-25排范围，每排管束4的各径向管5的根数在5-30根范围。
本实用新型的径向热管5中，最好在其外管8的外壁上设有螺旋高频焊翅片12，经强化传热，并可调节外管8的管壁温度。在外管8的内壁上可紧密设有吸液芯13(如丝网卷织式吸液芯或烧结吸液芯等)，使得外管8和内管9之间空腔11内的液体工作介质16能够提升和均布在外管8的内壁面上。
本实用新型中，热管体2的最外侧一排管束4(若热管体2水平安置，即为图1-3中的最上一排管束4)中，各径向热管5的内管9外端与其连箱管6并接，它们的内端穿出管板3，在壳体1外通过各自的弯头7与相邻一排管束4的各对应径向热管5的内管9一端连通连接，该排管束4各径向热管5的内管9另一端从壳体1的另一侧管板3穿出亦通过各自的弯管7与下一排相邻管束4的各对应径向热管5连接，依次类推，直至与热管体2最下一排管束4的各对应径向热管5的内管9内端连接，最下一排管束4各径向热管5的内管9外端与下面一个连箱管6并接。
本实用新型的工作原理如下(以水平方式安置热管体2为例)使用，本实用新型使用时，热管体2最下端一排管束4各径向热管5外端所并接的连箱管6作为本实用新型的进口与系统的出水口相连，热管体2最上端一排管束4的各径向热管5外端所并接的连箱管6作为本实用新型的出口与另一系统的进水口相连，系统的工艺气(如二氧化硫、三氧化硫燃烧气和转热气等)、烟道气从壳体1的下口14送入，进入壳体1内横向掠过热管体2后从壳体1上部的出口15排出。本实用新型工作时，系统的工艺气进入壳体1内，系统的给水系统送出的水从热管体2最下一排管束4所并接的连箱管6送入各径向热管5的内管9，同时，各径向热管5通过其外管8吸收管外传来的烟气(或工艺气)所放出的热量，并将热量传给位于空腔11内的液体工质16，工质16吸收热量以后汽化，工质16的蒸汽17在内管9外壁凝结成液体放出汽化潜热，热量通过内管9管壁传给内管9内的冷流体18，工质16的冷凝液体依靠毛细力均布于外管8内壁的受热面。如此周而复始的循环，构成了径向热管的工作过程。由于各径向热管5内部抽成真空，所以工质16极易蒸发与沸腾，使径向热管5启动迅速。经过热交换被加热的热水就从热管体2最上一排管束4所并接的连箱管6排出送至相关系统，使热量得到回收。

Claims (5)

1、一种气-液相中、低温径向热管换热器，它包括有壳体和热管体，壳体两侧为用于支撑和固定热管体的管板，其特征在于：
a、热管体由多排相互平行的管束组成，且每排管束均由多根相互平行的径向热管构成，热管体两端最外侧一排的两组管束中，其各径向热管外端分别由各自的连箱管连通连接，使它们分别并接为一体，两连箱管引出壳体分别与对应系统的液体进、出口相连，而且，热管体两端最外侧一排的管束中，其各径向热管的内端依次与它们中间的各排管束的对应径向热管通过弯头串接连为一体；
b、各径向热管结构相同，它由外管、内管、封头组成，两封头与外管两端密封连接，内管穿过两封头及其外管，它位于外管内中部，且内管外壁的对应穿过两封头的位置亦与两封头为密封连接，在外管和内管之间的空腔中充填有一定量的液体工作介质。
2、根据权利要求1所述的气-液相中、低温径向热管换热器，其特征在于所述热管体在壳体内的设置是整体的水平安置，或是整体的垂直安置，或是整体的任意角度的斜向安置，只要各排的管束及每排管束中的各对应径向加热管均处于平行状态即可。
3、根据权利要求1所述的气-液相中、低温径向热管换热器，其特征在于所述各管束的排数及每排管束的各径向热管的根数根据换热器处理量的大小来定，通常管束的排数在8-25排范围，每排管束的各径向管的根数在5-30根范围。
4、根据权利要求1所述的气-液相中、低温径向热管换热器，其特征在于所述径向热管中，在其外管的外壁上设有螺旋高频焊翅片，在外管的内壁上紧密设有吸液芯。
5、根据权利要求1所述的气-液相中、低温径向热管换热器，其特征在于所述热管体的最上一排管束中，各径向热管的内管外端与其连箱管并接，它们的内端穿出管板，在壳体外通过各自的弯头与相邻一排管束的各对应径向热管的内管一端连通连接，该排管束各径向热管的内管另一端从壳体的另一侧管板穿出亦通过各自的弯管与下一排相邻管束的各对应径向热管连接，依次类推，直至与热管体最下一排管束的各对应径向热管的内管内端连接，最下一排管束各径向热管的内管外端与下面一个连箱管并接。
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