[實(shí)用新型]適用于高壓氣(汽)體加熱的組合式換熱器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720188000.4
• 申請(qǐng)日: 2007-10-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201110730Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮登芳;吳雙應(yīng);高虹;李友榮;彭嵐
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F28D7/10
• 分類(lèi)號(hào): F28D7/10;F28D7/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型的名稱(chēng)是一種適用于高壓氣(汽)體加熱的組合式換熱器，屬熱能與動(dòng)力工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，常常需要進(jìn)行加熱或冷卻，即熱量的傳遞。當(dāng)一種流體與另一種流體進(jìn)行熱交換而且不允許混合時(shí)，就要求在間壁式熱交換器中進(jìn)行。間壁式熱交換器種類(lèi)很多，其中在中等壓力情況下，采用管殼式換熱器最為合適，在高壓下，一般選用U形管換熱器，其實(shí)這也是一種管殼式換熱器，如果換熱過(guò)程中一種流體為過(guò)熱蒸汽并用來(lái)加熱某種流體且發(fā)生相變，則該管殼式換熱器的傳熱過(guò)程由冷卻和冷凝兩個(gè)階段構(gòu)成。管殼式換熱器雖然是一種普遍化的產(chǎn)品，但是在條件各異的傳熱工況中，由于其結(jié)構(gòu)的局限性、冷熱物流操作條件和物理性質(zhì)的多變性，常常使得管殼式換熱器的常規(guī)設(shè)計(jì)不能滿(mǎn)足工程上的需要。

對(duì)于換熱過(guò)程中一種流體發(fā)生相變用于冷凝加熱的冷凝器，當(dāng)熱源為飽和蒸汽時(shí)一般選擇在臥式冷凝器的殼程冷凝，但當(dāng)冷凝介質(zhì)壓力較高時(shí)，則采用管程冷凝較合適。然而在采用管程冷凝時(shí)，常面臨這樣的問(wèn)題，即當(dāng)被加熱介質(zhì)為氣(汽)時(shí)，此時(shí)的管程冷凝傳熱系數(shù)遠(yuǎn)大于殼程的氣(汽)體對(duì)流換熱系數(shù)，根據(jù)傳熱學(xué)原理，當(dāng)換熱器兩側(cè)流體的換熱系數(shù)相差較大時(shí)，需要對(duì)換熱系數(shù)小的流體一側(cè)傳熱進(jìn)行強(qiáng)化，對(duì)于氣(汽)體，一般采用翅片進(jìn)行強(qiáng)化。如果采用傳統(tǒng)的管殼式換熱器結(jié)構(gòu)，即換熱管橫向布置于換熱器殼體中，一方面會(huì)造成流體縱向沖刷換熱管束，不利于傳熱；另一方面，即使在殼程加裝折流板，在換熱管外加裝翅片也不方便。對(duì)熱源為過(guò)熱蒸汽時(shí)，由于存在一定的過(guò)熱度，需要在換熱器中釋放出過(guò)熱蒸汽的顯熱，即存在一定的汽-氣(汽)換熱階段，對(duì)汽-氣(汽)換熱兩側(cè)的流體換熱系數(shù)相差不多，無(wú)需進(jìn)行額外的強(qiáng)化。因此，對(duì)這種用過(guò)熱蒸汽作為熱源的高壓氣(汽)加熱器，需采用由強(qiáng)化段和光管段組成的組合式換熱器。另外，傳統(tǒng)的換熱器殼體大多為方形，承壓能力有限，不適合于被加熱的殼程介質(zhì)壓力較高時(shí)的工況。

本實(shí)用新型提出利用蛇形光管和換熱蛇形翅片管組合在一起并縱向布置于換熱器圓筒形殼體中用于過(guò)熱蒸汽加熱的思想，可有效解決傳統(tǒng)的冷凝器承壓能力不高、傳熱性能差和結(jié)構(gòu)不緊湊等問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容：

本實(shí)用新型提出的一種適用于高壓氣(汽)體加熱的組合式換熱器可用于工程上一些高壓過(guò)熱蒸汽加熱的場(chǎng)合，過(guò)熱蒸汽通過(guò)縱向布置于換熱器圓筒形殼體中的蛇形光管束和換熱蛇形翅片管束把熱量傳給光管和翅片管外的氣(汽)體，不僅可以最大程度地增加換熱器的承壓能力，而且可以有效地改善換熱器的傳熱工況，即在不需增加折流板的條件下，改工程上常規(guī)的縱向沖刷換熱管束為橫向沖刷，同時(shí)充分利用翅片管這種在改進(jìn)管式換熱面的過(guò)程中最早、最成功、對(duì)氣(汽)體換熱非常有效的強(qiáng)化傳熱方法。本實(shí)用新型對(duì)換熱器在一些特殊場(chǎng)合的推廣應(yīng)用和節(jié)能降耗具有重要的意義。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型一種適用于高壓氣(汽)體加熱的組合式換熱器的技術(shù)方案如下：

由高壓氣(汽)體進(jìn)口接管、圓筒形殼體、管箱、高壓氣(汽)體出口接管、過(guò)熱蒸汽進(jìn)口接管、冷凝液出口接管、支座、換熱蛇形翅片管、旁流擋板、連接母管和蛇形光管組成的一種適用于高壓氣(汽)體加熱的組合式換熱器，高壓氣(汽)體由介質(zhì)進(jìn)口接管首先進(jìn)入由換熱蛇形翅片管構(gòu)成的換熱管束段，然后再進(jìn)入由蛇形光管組成的換熱管束段；高壓氣(汽)體橫向沖刷換熱管束，依次被換熱蛇形翅片管內(nèi)和蛇形光管內(nèi)的飽和過(guò)熱和過(guò)熱蒸汽加熱后由介質(zhì)出口接管流出。過(guò)熱蒸汽由過(guò)熱蒸汽進(jìn)口接管進(jìn)入，在蛇形光管內(nèi)被冷卻到飽和蒸汽后再進(jìn)入到換熱蛇形翅片管內(nèi)繼續(xù)放出熱量，飽和蒸汽冷凝后由冷凝液出口接管流出；高壓氣(汽)體進(jìn)、出口接管分別位于冷凝器左右兩側(cè)的上、下部；過(guò)熱蒸汽首先進(jìn)入位于蛇形光管束上部的過(guò)熱蒸汽母管中，經(jīng)過(guò)均勻分配后到每組蛇形光管中，然后再進(jìn)入到位于換熱蛇形翅片管束上部的飽和蒸汽母管中，經(jīng)均勻分配后進(jìn)入每組換熱蛇形翅片管中繼續(xù)參與換熱；換熱器兩端為管箱；每組蛇形光管和換熱蛇形翅片管縱向布置于換熱器圓筒形殼體中，并且相鄰兩組蛇形光管和換熱蛇形翅片管之間呈叉排；整個(gè)換熱段分別由蛇形光管束和換熱蛇形翅片管束兩段組合而成；為改善殼程氣(汽)體的流動(dòng)狀況，在換熱器殼程還安裝有旁流擋板。