[發明專利]一種高溫高壓換熱器及其工作方法

在審

• 申請號: 201910183233.2
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109798789A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 鄭開云;黃志強
• 申請（專利權）人: 上海發電設備成套設計研究院有限責任公司
• 主分類號: F28D7/16
• 分類號: F28D7/16;F28F9/02;F28F9/26;F28F21/08;F28F21/04
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;吳小麗

1.一種高溫高壓換熱器，其特征在于：包括殼體(1)及分別設于殼體(1)前、后兩端的前端封頭蓋(5)、后端封頭蓋(7)，殼體(1)內有設傳熱管(2)，傳熱管(2)的前、后兩端分別連接固定管板(3)、浮動管板(4)；固定管板(3)固定于前端封頭蓋(5)內，前端封頭蓋(5)前端設有傳熱介質進口(8)；浮動管板(4)連接浮頭蓋(6)，浮頭蓋(6)設于后端封頭蓋(7)內，浮頭蓋(6)后端設有傳熱介質出口管(9)，傳熱介質出口管(9)與后端封頭蓋(7)上的傳熱介質出口(10)聯通；傳熱介質出口管(9)上設有膨脹節(11)；

殼體(1)一端設有工質進口(12)，另一端設有工質出口(13)；殼體(1)及后端封頭蓋(7)內側設有隔熱罩(14)，殼體(1)及后端封頭蓋(7)內壁與所述隔熱罩(14)之間形成冷卻腔，殼體(1)上設有便于冷卻工質進入所述冷卻腔的冷卻工質進口(15)。

2.如權利要求1所述的一種高溫高壓換熱器，其特征在于：所述后端封頭蓋(7)內側的隔熱罩(14)設于浮頭蓋(6)與后端封頭蓋(7)之間，隔熱罩(14)后端為自由端，該自由端與傳熱介質出口管(9)之間設有間隙；隔熱罩(14)與浮動管板(4)之間設有間隙。

3.如權利要求2所述的一種高溫高壓換熱器，其特征在于：所述隔熱罩(14)包括底板(141)，底板(141)上貼有隔熱層(142)，底板(141)和隔熱層(142)上分布有通氣孔(143)；底板(141)設于靠近殼體(1)及后端封頭蓋(7)內壁的一側。

4.如權利要求3所述的一種高溫高壓換熱器，其特征在于：所述固定管板(3)上設有固定管板冷卻流道(16)，浮動管板(4)上設有浮動管板冷卻流道(17)。

5.如權利要求4所述的一種高溫高壓換熱器，其特征在于：所述傳熱管(2)包括金屬管(21)和設于金屬管(21)內的陶瓷支撐件(22)，陶瓷支撐件(22)與金屬管(21)內壁貼合，陶瓷支撐件(22)內設有多個傳熱介質流通通道。

6.如權利要求5所述的一種高溫高壓換熱器，其特征在于：所述固定管板(3)上設有多個固定管板傳熱介質流通孔，固定管板傳熱介質流通孔與傳熱管(2)的陶瓷支撐件(22)內的傳熱介質流通通道一一對應，貫通連接；

所述浮動管板(4)上設有多個浮動管板傳熱介質流通孔，浮動管板傳熱介質流通孔與傳熱管(2)的陶瓷支撐件(22)內的傳熱介質流通通道一一對應，貫通連接。

7.如權利要求5所述的一種高溫高壓換熱器，其特征在于：所述殼體(1)、固定管板(3)、浮動管板(4)采用合金鋼或不銹鋼制作，所述傳熱管(2)的金屬管(21)采用不銹鋼或高溫合金制作；所述傳熱管(2)的金屬管(21)外壁設有用于強化傳熱的擴展表面。

8.如權利要求5所述的一種高溫高壓換熱器，其特征在于：所述殼體(1)外徑為2m以內；所述傳熱管(2)的金屬管(21)的外徑為20～80mm，所述傳熱管(2)的金屬管(21)的壁厚為5mm以內。

9.如權利要求5所述的一種高溫高壓換熱器，其特征在于：所述殼體(1)及前端封頭蓋(5)、后端封頭蓋(7)外表面均設有保溫層。

10.一種如權利要求5～9任一項所述的高溫高壓換熱器的使用方法，其特征在于：相對低壓的傳熱介質從傳熱介質進口(8)進入前端封頭蓋(5)，再進入傳熱管(2)內，將熱量傳遞給傳熱管(2)外的工質，然后傳熱介質進入浮頭蓋(6)，再經傳熱介質出口管(9)，最后從傳熱介質出口(10)排出；

相對高壓的工質從工質進口(12)進入殼體(1)，再經傳熱管(2)吸收熱量，最后從工質出口(13)排出；

壓力高于工質進口(12)處進入的工質的冷卻工質從冷卻工質進口(15)進入殼體(1)與隔熱罩(14)之間的冷卻腔，并沿著冷卻腔流動吸收隔熱罩(14)釋放的熱量；再經后端封頭蓋(7)與隔熱罩(14)之間的冷卻腔，并吸收隔熱罩(14)釋放的熱量；再經傳熱介質出口管(9)外壁，冷卻傳熱介質出口管(9)；再經隔熱罩(14)與浮頭蓋(6)外壁間的空腔，最后經浮動管板(4)四周進入傳熱管(2)管束區域，一部分冷卻工質也從隔熱罩(14)上設置的通氣孔(143)進入傳熱管(2)管束區域；

運行過程中，傳熱管(2)管束的熱膨脹與殼體(1)的熱膨脹差異由傳熱介質出口管(9)上設置的膨脹節(11)補償；固定管板(3)的固定管板冷卻流道(16)和浮動管板(4)的浮動管板冷卻流道(17)中通入冷卻介質進行冷卻。