CN2603925Y - 常温高压单管程管壳式气体冷却器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种应用于制冷空调与供暖设备中耐高压的热交换设备。常温高压单管程管壳式气体冷却器具有壳体、换热管、折流板等，与普通换热器不同的是换热管的入口与出口管段均设计成集成管箱。由于前后集成管箱分别与前后固定管板合为一体并作为换热器的端盖与封头，又将管程流体的入口与出口管段与各换热支管组成一体并形成工质的分配和汇集段，因此可承受较大工质侧的压力，适用于气体的冷却。并使工质具有良好的流动通道，一改以往工质由入口管进入端盖后再经固定管板流入各换热管道的流程结构。有效减少流体和热量的泄漏，可满足对于CO2跨临界循环特性的要求。结构简单，制造、安装和维护简便易行，是一种较为理想的耐高压热交换设备。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种应用于制冷空调与供暖设备中的热交换器。
背景技术
由于CFCs(氯氟烃)与HCFCs(氢氯氟烃)等制冷剂对臭氧层有破坏作用以及产生温室效应，目前世界各国从事此方面的科学家正在抓紧研究其替代工作。其中二氧化碳以其优良的环保特性和良好的传热性质被重新引入到制冷热泵行业中来。前国际制冷学会主席Gustav Lorentzen教授于90年代初期最早提出采用跨临界循环，以CO2为制冷剂是解决CFC替代的根本性方法。但是在实际的技术应用中实现CO2跨临界循环，存在一定的问题。因为普通换热器的结构是：管板将换热管簇固定，穿入壳体，然后通过密封垫和螺栓将端盖、管板、和壳体法兰锁紧固定。工质由端盖的入口管进入，经固定管板流入各换热管道。如果管侧或壳侧换热工质压力较大时，将容易在管板两侧(端盖与管板；管板与壳体)法兰连接处泄漏。如果使用高温高压换热器则换热器的端盖和封头需要设计得较厚。对于CO2跨临界循环而言，管侧流动的是CO2工质，换热管的系统压力相对较高，而壳侧基本是常压，因此采用高温高压换热器则造成系统设备的总成本提高。针对二氧化碳跨临界循环在常温高压(一般温度低于300℃，压力高于10Mpa)下的运行设计出适用于高压气体的新型换热装置，是使该循环走向实际应用的关键技术之一。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种适用于CO2跨临界循环系统中高压气体冷却的新型换热装置一常温高压单管程管壳式气体冷却器，在以CO2为工质的制冷、热泵设备中提高其系统的安全性，防止泄漏，提高效率。
本实用新型的结构原理如附图1、附图2所示。常温高压单管程管壳式气体冷却器具有：壳体(1)，换热管(2)，折流板(3)等。换热管(2)的入口管段与出口管段均设计成集成管箱(5、6)，前集成管箱(5)和后集成管箱(6)均含有干管(7)和支管(8)，集成管箱(5、6)分别与前、后传统式的固定管板合并成一个整体并且作为换热器的端盖与封头。前后集成管箱(5、6)通过紧固螺栓(4)分别与换热器壳体(1)两端连接。由于集成管箱既作为换热器的端盖与封头，又将管程流体的入口与出口管段的各换热管组成一体并形成工质的分配段与汇集段，因此可承受较大工质侧的压力，并使工质具有良好的流动通道，一改以往工质由入口管进入端盖后再经固定管板流入各换热管道的流程结构。此举降低了对于换热器的安全压力等级要求，而且便于检验时打压。在二氧化碳跨临界循环气体冷却器中不发生相变，工质密度变化不大故可采用单管程逆流管壳式气体冷却器。另外单管程设计可以防止由于换热管弯曲而造成管内高压工质对管壁压力不匀导致脱焊，而且可使气体在管内流动阻力减小。壳侧流体与普通热交换器流程相同，流体自入口经折流板(3)绕流后由壳侧出口流出。
本实用新型的有益效果在于，与普通换热器相比没有单独的管板，管侧可承受较高的压力但重量轻，适用于气体的冷却。本实用新型设计了前后集成管箱与换热管簇相连接，降低了对于换热器的安全压力等级要求，有效防止流体和热量的泄漏，可满足对于CO2跨临界循环特性的要求。另外本实用新型结构简单，制造、安装和维护简便易行，是一种较为理想的耐高压热交换设备。
附图说明
图1为常温高压单管程管壳式气体冷却器的结构示意图。图2为集成管箱A-A侧剖面示意图。图中1-壳体；2-换热管；3-折流板；4-紧固螺栓；5-前集成管箱；6-后集成管箱；7-干管；8-支管。
具体实施方式
本实用新型的具体实施过程：管壳直径约为0.4M，长度1.6M，管内换热面积9M2。先在一块厚度大约5cm的金属板(集成管箱)上打出不贯通的干管(7)并打出管侧流体进口，然后在干管的垂直方向上根据实际需要打出数个与干管相通的支管(8)。在金属板的另一面打出与支管(8)相通的固定管板以便与换热管(2)焊接。后集成管箱的加工与前集成管箱相同。折流板(3)预先与换热管焊好。壳体(1)的加工与普通管壳式换热器略有不同，没有封头，在壳体的后端留出与集成管箱相连接的内法兰。换热管簇与前后集成管箱装配成一个整体穿入壳体中，用紧固螺栓及密封垫分别与换热器壳体(1)两端的法兰连接锁紧。使用时将换热器管程的流体入口与压缩机相连，出口与膨胀阀(或膨胀机)相连。高压流体进入集成管箱(1)经干管(7)均匀流入支管(8)即进入换热管道(2)，经过与壳侧的流体换热后汇集到干管出口流出。
Claims (2)
1.常温高压单管程管壳式气体冷却器，具有壳体(1)，换热管(2)，折流板(3)等，其特征是换热管(2)的入口与出口管段均设计成集成管箱(5、6)，前集成管箱(5)和后集成管箱(6)均含有干管(7)和支管(8)，集成管箱(5、6)分别与前、后传统式的固定管板合并成一个整体并且作为换热器的端盖与封头。
2.按照权利要求1所述的常温高压单管程管壳式气体冷却器，其特征是前后集成管箱(5、6)通过紧固螺栓(4)分别与换热器壳体(1)两端连接。
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| CN 03240577 CN2603925Y (zh) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | 常温高压单管程管壳式气体冷却器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2003
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