[發(fā)明專利]一種換熱器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210251139.4
• 申請日: 2012-07-19
• 公開（公告）號: CN103575156A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張守嵩
• 申請（專利權(quán)）人: 上海典詩誠金能源科技有限公司
• 主分類號: F28F9/24
• 分類號: F28F9/24;F28F11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種換熱器。

背景技術(shù)

結(jié)垢問題是換熱器工作過程中最常見的問題之一，它可以導(dǎo)致?lián)Q熱效率降低，換熱器管路阻塞、及換熱器局部過熱損壞等不良后果。在煤化工、石油化工裝置中，由于物料粘稠、流速低以及物料的非均質(zhì)特性，結(jié)垢問題尤其嚴(yán)重，以至于成為制約高效、穩(wěn)定、長期、安全生產(chǎn)的瓶頸問題。

換熱器產(chǎn)生結(jié)垢的原因除物料本身的理化特性本身所決定因素以外，還與換熱器的結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系。比如在傳統(tǒng)管殼式換熱器中，殼程內(nèi)常采用弓形、圓盤形折流板，折流板與殼體連接處具存在流動(dòng)“死區(qū)”，易結(jié)污垢。

專利文件CN1719187A和CN1529113A公開了一種螺旋折流板，分別是連續(xù)螺旋和由多個(gè)曲面扇形組成的間斷螺旋，可以消除流動(dòng)死區(qū)，減少結(jié)垢。但是，在螺旋折流板與換熱管交界的區(qū)域仍然存在低流速區(qū)域，仍然存在結(jié)垢問題，特別是當(dāng)通過的物料是含有固體顆粒的漿體物料，比如水煤漿時(shí)，由于固體顆粒易于發(fā)生沉積，并且固體顆粒還會抑制湍流的形成，因此更加容易發(fā)生嚴(yán)重結(jié)垢。

專利文件CN101799255A公開了一種在殼程設(shè)置了可以沿?fù)Q熱管往復(fù)運(yùn)動(dòng)的防結(jié)垢刮板的管殼式換熱器。該技術(shù)方案從另外的思路在一定程度上解決了換熱器的結(jié)垢問題，但是換熱器內(nèi)仍保留了固定折流板，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，仍然留有會結(jié)垢的死角。另外，換熱管和刮板之間的磨損可能會造成換熱管損壞，使得維修率升高并增加維修成本。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明公開了一種管式換熱器，其特殊之處是在換熱器換熱區(qū)域的物料流動(dòng)通道內(nèi)設(shè)置能夠在驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)螺旋折流板。

所述的管式換熱器包括管殼式換熱器、套管式換熱器、沉浸式蛇形管換熱器和噴淋式蛇形管換熱器。

所述的物料根據(jù)設(shè)備的不同應(yīng)用有時(shí)也稱為介質(zhì)。

所述的物料包括由液體、固體和氣體及其任意組合而成的各種流體物料或其他具有適當(dāng)流動(dòng)性的物料。

所述的流體物料包括由單一均勻相構(gòu)成的液體、氣體和具有適當(dāng)流動(dòng)性的固體顆粒物料，包括由固液兩相構(gòu)成的漿體、兩種以上不相容的液相構(gòu)成的乳濁液、由氣液兩相構(gòu)成的氣液兩相流如沸騰液體或汽霧、由氣固兩相構(gòu)成的氣固兩相流如煙塵氣、由氣固液三相構(gòu)成的氣固液三相流如濕化煙塵氣，流體物料，還包括正在彭勃發(fā)展的超臨界流體。

所述的螺旋式折流板具有連續(xù)和不連續(xù)兩種形式，優(yōu)選方案是連續(xù)螺旋形式。

為了保持螺旋的形態(tài)，螺旋折流板可以由一根中央連接桿加強(qiáng)。螺旋直徑較大的折流板除中央連接桿以外還可以設(shè)置數(shù)根的外周連接桿。對于因?yàn)榭臻g限制不能設(shè)置中央連接桿的情形，也可以只設(shè)數(shù)個(gè)外周連接桿。

根據(jù)換熱器的形狀和種類不同，活動(dòng)折流板的運(yùn)動(dòng)方式包括沿螺旋中軸線方向往復(fù)移動(dòng)和繞螺旋中軸線旋轉(zhuǎn)。

當(dāng)活動(dòng)折流板采用沿螺旋中軸線方向移動(dòng)的方式時(shí)，其移動(dòng)行程應(yīng)大于等于螺旋的一個(gè)圈高。

對于管殼式換熱器，所述的物料流動(dòng)通道包括殼程和管程，當(dāng)換熱器殼程流通的物料易于結(jié)垢時(shí)，可以在殼程設(shè)置活動(dòng)折流板。當(dāng)換熱器管程流通的物料同樣易于結(jié)垢時(shí)，可以在管程同樣設(shè)置活動(dòng)折流板。管程活動(dòng)折流板通常有多組。

為了區(qū)別以上兩種折流板，作用于換熱器殼程的折流板命名為殼程活動(dòng)折流板，作用于換熱器管程的折流板命名為管程活動(dòng)折流板。

管程活動(dòng)折流板的運(yùn)動(dòng)方式可以采用沿螺旋中軸線方向往復(fù)移動(dòng)的移動(dòng)式運(yùn)動(dòng)方式，也可以采用繞螺旋中軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)式運(yùn)動(dòng)方式。考慮到同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)管程活動(dòng)折流板同時(shí)運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜程度和長期運(yùn)行的可靠性，采用移動(dòng)式運(yùn)動(dòng)方式為優(yōu)選。多個(gè)管程活動(dòng)折流板由一個(gè)連接盤連接各中央桿連接成為一個(gè)整體。

若管程活動(dòng)折流板采用旋轉(zhuǎn)式運(yùn)動(dòng)方式，可以考慮用太陽輪或鏈條齒輪傳動(dòng)方式同步驅(qū)動(dòng)多個(gè)管程活動(dòng)折流板。如果管程通過的是具有易造成磨損的漿體物料，宜將傳動(dòng)部位與物料通過部位相對隔離，并在傳動(dòng)部位設(shè)置不易造成傳動(dòng)裝置磨損的平衡流體。

由于多根換熱管對折流板的限制，殼程活動(dòng)折流板的運(yùn)動(dòng)方式只能采用移動(dòng)方式。

折流板的驅(qū)動(dòng)裝置可以設(shè)置在換熱器容器外，也可以設(shè)置在換熱器容器內(nèi)。為了保證活動(dòng)折流板的運(yùn)行的長期可靠并易于檢修，折流板的驅(qū)動(dòng)裝置優(yōu)選設(shè)置在換熱器容器外，驅(qū)動(dòng)裝置由穿過容器的貫通連接桿與殼程折活動(dòng)流板的中央連接桿或連接各管程活動(dòng)折流板中央連接桿的連接盤的連接。

換熱器容器指換熱器的外殼，對于管殼式換熱器通常包括管殼和封頭。

為了保證貫通連接桿與換熱器容器之間密閉性，在貫通連接桿與換熱器容器之間設(shè)置液壓動(dòng)密封。