[發明專利]一種逆流換熱器

有效

• 申請號: 201410539072.3
• 申請日: 2014-10-13
• 公開（公告）號: CN104315900A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 張孔明;梁世希;張帆;金則兵;王科;任承欽;李文軍;朱建明;謝昕;周松景;周群;王彥超;汪雄偉;姜進
• 申請（專利權）人: 綠能高科集團有限公司;北京綠能高科天然氣應用技術研究院有限公司;河南中原綠能高科有限責任公司;山東綠能燃氣實業有限責任公司;包頭中援綠能天然氣有限公司;河南綠能融創燃氣有限公司
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙) 11457
• 代理人: 羅建書

技術領域

本發明涉及一種換熱器，特別涉及一種采用逆流方式并能耐高溫高壓的換熱器。

背景技術

許多工程領域中涉及到氣-氣式的熱交換，通過熱交換回收能量、提高熱效率或更有效的實現特定的工藝過程。

在開式或閉式布雷頓動力循環(燃氣輪機循環)過程中，膨脹機的排氣溫度可高達到600-700℃。隨著現代離心式壓氣機技術的進步，布雷頓循環裝置將進一步向多級壓縮中間冷卻、大流量小壓比方向發展，使得壓氣機排氣溫度愈來愈低(<160℃)，膨脹機的排氣溫度愈來愈高。此時，利用膨脹機排氣加熱壓氣機排氣可以在不降低循環做工的前提下有效地減少加熱器的燃料消耗，提高循環的熱效率。但是，換熱器的高溫高壓工作環境(通常工作壓力可達到1.2MPa以上)給換熱器的設計提出了苛刻的要求。除此之外，移動設備動力裝置還要求各部件結構緊湊、尺寸小。

天然氣液化工藝過程中，高溫高壓(約120℃，1.2MPa)的氣態天然氣需先經過預冷然后再進入后續的液化流程。目前這一領域的熱交換設備主要是管殼式的換熱器，需通過中間液體傳熱介質以及另一個散熱器將熱量傳遞給環境大氣。

目前市場上能提供的氣體與氣體之間直接換熱的氣-氣式換熱器主要應用于低壓或低溫環境，如工業爐窯尾氣余熱回收預熱空氣的換熱器，其工作壓力近似為一個大氣壓，工作溫度不超過400℃，且設備體積龐大，不能滿足上述應用領域的技術要求。

發明內容

本發明的發明目的是提供一種逆流換熱器，使其具有結構緊湊、工作溫度范圍廣、承壓能力強、換熱效率高的特點。

本發明具體的技術方案是一種逆流換熱器，包括同軸的內筒和外筒以及布置在內筒和外筒之間空間內的換熱器芯體，其特征在于，

所述的換熱器芯體由若干換熱器芯體基本單元繞內筒和外筒的軸線環形均布而成，所述換熱器芯體基本單元由兩塊對合的換熱隔板沿邊緣焊接而成，換熱器芯體基本單元的兩端伸出內筒和外筒并分別具有一個開口，這兩個開口及兩塊換熱隔板封閉而成的空間構成換熱器的高壓側氣道1，在內筒和外筒之間的相鄰兩個換熱器芯體基本單元之間的空間構成換熱器的低壓側氣道2。

更進一步地，所述換熱器芯體基本單元的換熱隔板具有兩個區域，一是除換熱器芯體基本單元的開口處外，沿著換熱隔板的邊緣的平直的板條區，二是除平直的板條區外的波紋板區，設定朝向換熱器芯體基本單元內側的波紋板凸起為波谷，則每個換熱器芯體基本單元的兩塊換熱隔板的波紋板區的波谷貼近或貼緊并交差設置，相鄰兩個換熱器芯體基本單元之間的相對的兩塊換熱隔板的波紋板區的波峰也貼近或貼緊并交差設置。

更進一步地，還包括箍環和隔環，所述的換熱器芯體基本單元的換熱隔板的最大投影形狀為一個長方形切去其兩條長邊兩端的四個角形成的六邊形結構，該六邊形結構具有上下兩條平行的長邊，以及上長邊兩端的兩條第一短邊和下長邊兩端的兩條第二短邊，每個換熱器芯體基本單元的兩個換熱隔板最大投影形狀相同，在第一短邊處為所述的換熱器芯體基本單元的開口，在第二短邊處為換熱器芯體基本單元的兩塊換熱隔板邊緣的平直的板條區貼合而形成的片狀的邊緣，所述的箍環內側具有卡槽，每個換熱器芯體基本單元的第一短邊外端處的片狀的邊緣卡在箍環內側的卡槽內，冷端箍環通過O形密封圈或膨脹節等密封元件與外筒內壁密封或與安裝在外筒冷端的端蓋密封，阻斷冷端端蓋內靜壓腔與換熱器芯體外圍圓環形氣隙之間的氣流，所述的隔環外側具有卡槽，每個換熱器芯體基本單元的第一短邊內端處的片狀的邊緣卡在隔環外側的卡槽內，所述的隔環通過O形密封圈或膨脹節等密封元件與安裝在內筒上的端蓋內氣道2的外壁面密封，相鄰兩個換熱器芯體基本單元的開口處的換熱隔板之間以及箍環和隔環與換熱器芯體基本單元之間的間隙進行氣密封焊，兩個箍環之間環形均布的換熱器芯體基本單元的外圍處設有氣密性的包扎圓筒，包扎圓筒的兩端與箍環接觸處進行氣密封焊。

更進一步地，所述的包扎圓筒與外筒內壁之間的氣隙內設有隔熱層，隔熱層通過熱端箍環和外殼內壁之間的縫隙與高壓側氣道1的熱端端蓋內的靜壓腔相連通，形成具有柔性箍緊力的高壓氣墊式圓環形隔熱層。