[發(fā)明專利]一種多層套管式熱交換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010172213.4
• 申請(qǐng)日: 2010-05-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102243027A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 酈曉慧;王儉秋;韓恩厚;柯偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號(hào): F28D7/00
• 分類號(hào): F28D7/00;F28F21/08
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 張志偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱交換器領(lǐng)域，具體為一種多層套管式熱交換器。

背景技術(shù)

熱交換器是將熱端液體的熱量傳遞給冷端液體，加熱冷端液體的同時(shí)實(shí)現(xiàn)自身的降溫。同理，冷端液體通過(guò)冷卻熱端的液體，同時(shí)使自身的溫度升高。這樣便可提高熱利用率，節(jié)約能源。熱交換器的設(shè)計(jì)有許多分類，其中的一種是套管式熱交換器。通常，套管式熱交換器只有內(nèi)外兩層，內(nèi)層通的是熱液體，外層通的是冷液體。若要使外層冷液體達(dá)到較高的溫度，則需要使外層液體通過(guò)一段較長(zhǎng)的距離。反之，要使內(nèi)層熱液體降溫到較低的溫度，也得使其通過(guò)較長(zhǎng)的管路。這樣一來(lái)，一方面增加了換熱管的長(zhǎng)度，另外一方面勢(shì)必使熱交換器具有較大的體積。目前，通過(guò)多層套管的方式實(shí)現(xiàn)熱交換，尚未見(jiàn)有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種多層套管式熱交換器，解決現(xiàn)有技術(shù)中熱交換通過(guò)的距離較長(zhǎng)，預(yù)熱和冷卻效果差等問(wèn)題，該熱交換器能具有熱交換效率高，節(jié)約管材和實(shí)驗(yàn)空間的特點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種多層套管式熱交換器，該熱交換器設(shè)有冷端管和熱端管，冷端管為冷端外層管、冷端中間層管、冷端內(nèi)層管由外到內(nèi)設(shè)置的三層管結(jié)構(gòu)；熱端管為熱端外層管、熱端中間層管、熱端內(nèi)層管由外到內(nèi)設(shè)置的三層管結(jié)構(gòu)；

冷水進(jìn)口分別通過(guò)管路連接冷端外層管和冷端內(nèi)層管的一端，冷水出口通過(guò)管路連接熱端中間層管的一端；熱水進(jìn)口分別通過(guò)管路連接熱端外層管和熱端內(nèi)層管的一端，熱水出口通過(guò)管路連接冷端中間層管的一端；

冷端外層管和冷端內(nèi)層管的另一端通過(guò)管路連通，所述連通冷端外層管與冷端內(nèi)層管的管路與熱端中間層管的另一端通過(guò)管路連通；熱端外層管和熱端內(nèi)層管的另一端通過(guò)管路連通，所述連通熱端外層管和熱端內(nèi)層管的管路與冷端中間層管的另一端通過(guò)管路連通。

所述的多層套管式熱交換器，冷端管或熱端管為三根不銹鋼管以內(nèi)層小管徑、外層大管徑的方式嵌套并焊接的結(jié)構(gòu)。

所述的多層套管式熱交換器，三根不銹鋼管由內(nèi)到外逐漸變短。

所述的多層套管式熱交換器，冷端管的冷端外層管和冷端內(nèi)層管通入的是常溫液體，冷端中間層管通入的是從熱端管過(guò)來(lái)的高溫液體；熱端外層管和熱端內(nèi)層管通入的是從高壓釜中出來(lái)的高溫液體，熱端中間層管通入的是從冷端管過(guò)來(lái)的常溫液體。

所述的多層套管式熱交換器，冷端外層管、冷端內(nèi)層管、熱端外層管和熱端內(nèi)層管，在靠近各自兩個(gè)端面的地方打有一對(duì)孔，且孔上均焊有導(dǎo)管。

所述的多層套管式熱交換器，冷端外層管和冷端內(nèi)層管的進(jìn)口和出口相同，熱端外層管和熱端內(nèi)層管的進(jìn)口和出口相同，且冷端外層管和冷端內(nèi)層管的出口即為熱端中間層管的進(jìn)口，熱端外層管和熱端內(nèi)層管的出口即為冷端中間層管的進(jìn)口。

所述的多層套管式熱交換器，冷端外層管和冷端內(nèi)層管中的水流方向與冷端中間層管中的水流方向相反；熱端外層管和熱端內(nèi)層管中的水流方向與熱端中間層管中的水流方向相反。

所述的多層套管式熱交換器，冷端管和熱端管之間、冷端管或熱端管與外部管路之間通過(guò)配套使用的卡套和三通連接。

所述的多層套管式熱交換器，冷端管和熱端管通過(guò)角鋼架固定。

所述的多層套管式熱交換器，冷端管和熱端管設(shè)置于外殼中，冷端管和熱端管之間、冷端管或熱端管與外殼之間用石棉填充。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明冷端管內(nèi)外兩層通冷液體，中間層通熱液體，提高了熱液體的冷卻效果；同時(shí)，熱端管內(nèi)外兩層通熱液體，中間層通冷液體，提高了冷液體的預(yù)熱效果。

2、本發(fā)明通過(guò)提高熱交換效率，節(jié)約管材和實(shí)驗(yàn)空間。

3、本發(fā)明通過(guò)卡套實(shí)現(xiàn)與外部管路的連接，非常方便、可靠。

4、本發(fā)明套管式換熱管是由三根不同外徑的無(wú)縫不銹鋼管嵌套、焊接而成，并通過(guò)角鋼固定架固定，套管式換熱管、角鋼架和外殼之間通過(guò)石棉填充。該發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工和安裝方便，節(jié)約換熱管材，提高熱交換效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1冷端管；11冷端外層管；12冷端中間層管；13冷端內(nèi)層管；2熱端管；21熱端外層管；22熱端中間層管；23熱端內(nèi)層管。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明多層套管式熱交換器，主要包括兩根套管式換熱管：冷端管1和熱端管2。其中，

冷端管1為冷端外層管11、冷端中間層管12、冷端內(nèi)層管13由外到內(nèi)設(shè)置的三層管結(jié)構(gòu)，冷端內(nèi)層管13設(shè)置于內(nèi)層，冷端外層管11設(shè)置于外層，冷端中間層管12設(shè)置于冷端外層管11和冷端內(nèi)層管13之間；