[發明專利]一種管板式換熱器

有效

• 申請號: 201210197965.5
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN102679772A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 王寧;張建東;范文斌;蔣群;楊衛芳;楊潔;董迎道;朱巨賢
• 申請（專利權）人: 張家港市江南鍋爐壓力容器有限公司
• 主分類號: F28D7/00
• 分類號: F28D7/00;F28F9/02;F28F9/24;F28F11/02;F28F13/12
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛;汪青

技術領域

本發明涉及一種管板式換熱器，其特別適用于煤化工行業及石灰水泥行業。

背景技術

煤化工是指以煤為原料，經化學加工使煤轉化為氣體、液體和固體燃料以及化學品的過程，其主要包括煤的氣化、液化、干餾，以及焦油加工和電石乙炔化工等。在煤氣化的過程中會有大量灰分產生，雖然經過分離器的分離和洗滌塔的洗滌，但是灰分在前面反應區的設備里面或多或少仍然是存在的，這就給反應區設備，特別是設備中的換熱器的壽命造成很大的損害。如圖1所示，現有技術中，煤化工行業用的換熱器（俗稱黑水換熱器）主要包括殼體（1’）、與殼體（1’）一端部相連接并具有流體入口（20’）的管箱（2’）、設置在管箱（2’）內的擋板（3’）、固定設置在殼體（1’）上的管板（4’）、兩端固定在所述管板（4’）上的換熱管管束（5’）。使用時，通過讓含有灰分的流體走管程，實踐中發現以下問題：1）流體入口都在管箱筒體上或封頭上，流體過來方向都要改變，流體發生偏轉到管板前雜亂無章，給管板和管板上管頭的焊縫造成渦流磨損，給分程擋板也帶來磨損；2）在管板焊接時由于焊接變形，管板內凹，擋板無法與管板及擋板墊板壓緊，導致流體竄過這個間隙也會造成嚴重的磨損；3）如果讓含有灰分的流體走殼程則磨損依然如此；4）由于流體中攜帶灰分，所以流體的流速要控制在一個范圍內，流速高了磨損嚴重，流速低了灰分沉積嚴重，換熱效果下降，甚至部分換熱管被堵塞。因此，現有的普通換熱器結構的設備維修成本高，且給設備運行存在巨大的安全隱患，無法滿足煤化工生產的需要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種改進的管板式換熱器。

為解決以上技術問題，本發明采取如下技術方案：

一種管板式換熱器，其包括殼體、具有流體入口的管箱、管板、換熱管管束，其中管箱包括與殼體的一端部相連接的連接段、一端形成流體入口的彎管段、將彎管段的另一端與連接段連通的變徑段，所述變徑段的內徑沿流體的流動方向逐漸變大，所述的換熱器還包括直立設置在連接段內的整流板。

根據本發明的一個優選方面，所述整流板直立設置在變徑段與連接段的交界處。整流板可以采用常規的結構形式例如多孔網板。在變徑段與連接段的交界處設整流板，可以使進入換熱管的流體被最大程度的梳理，從而保證流體進入換熱管的均勻性，徹底解決流體翻轉問題。

根據本發明的進一步實施方案：換熱器還包括安裝在管板的面向整流板的端部上的耐磨陶瓷板，所述該耐磨陶瓷板在對應換熱管管束的各換熱管處設有將連接段與換熱管導通的導流管，由耐磨陶瓷板承受來自連接段流體的沖擊，解決流體對管板的磨損，延長了管板的使用壽命；再通過由導流管和將管箱的連接段與換熱管的連通，有利于進一步減小流體對管板及與管頭焊接處的磨損。

優選地，在耐磨陶瓷板與管板之間設有硅膠襯墊，耐磨陶瓷板、硅膠襯墊以及管板通過螺紋連接件連接，其中采用硅膠襯墊，主要減小耐磨陶瓷板和管板之間的間隙，進而減少流體竄流至耐磨陶瓷板和管板之間的間隙內，而帶來管板的磨損。

根據本發明的又一優選方面，換熱器還包括能夠轉動地設置在換熱管管束的各換熱管內的轉動擾流子，其轉動擾流子一方面清理灰分沉積并強化傳熱，提高換熱效果；另一方面控制了流體的流速，解決了流體的流速過高而導致的磨損嚴重和流體的流速過低而導致灰分滯留或堵塞換熱管管孔。

根據一個具體方面，轉動擾流子包括水平設置在換熱管內且能夠繞自身軸心線轉動的轉軸以及固定在轉軸上且沿轉軸的長度方向延伸的螺旋繞帶。螺旋繞帶的轉動軌跡與換熱管內壁之間的間隙為0.8~1.5mm。轉軸和螺旋繞帶可以由聚四氟乙烯（PTFE）整體澆注而成，或者用輕質合金軋制而成。螺旋繞帶厚度以0.2～0.3mm為宜。轉軸為φ6~φ8?mm。

由于以上技術方案的實施，本發明與現有技術相比具有如下優點：

本發明將管箱設計成彎管加變徑段加連接段的結構形式，流體入口位于彎管的一端，該結構的管箱可以縮短流體翻轉的空間；此外，在管箱連接段內設整流板，使得流體在進入換熱管前狀態得到梳理后，均勻地進入換熱管，徹底解決流體翻轉問題。因此，本發明的換熱器的磨損大幅降低，設備運行的維護成本減小，設備運行可靠性增加，使用壽命延長。

附圖說明

下面結合附圖和具體的實施方式對本發明做進一步詳細的說明。