[發明專利]一種高承壓自清潔換熱器及其制造方法

有效

• 申請號: 202010022513.8
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111238258B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 謝能剛;孫東德;胡曉磊;李振東;吳越
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學;安徽東能換熱裝備有限公司
• 主分類號: F28D7/00
• 分類號: F28D7/00;F28F9/02;F28F9/22;F28F11/00;F28F21/00
• 代理公司: 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 陳波;張芳

本發明公開了冶金行業換熱技術領域的一種高承壓自清潔換熱器及其制造方法，包括兩組換熱器封頭、殼體、介質一進口管、隔板、兩組支撐板、介質二進口管、介質二出口管、介質一出口管和若干換熱單元，兩組支撐板密封焊接在殼體的內腔兩側，兩組換熱器封頭分別密封固定在殼體的兩端，通過采用跨窗口流動設計，將多根同心換熱管同心裝配，相對于管殼式換熱器，在保證其設計簡單的基礎上，不僅具有更高的承壓能力，同時提高了換熱器的整體剛度和換熱管的穩定性，而且更加突出了換熱器的自清潔能力；與螺旋板式換熱器相比，該換熱器保存了螺旋板換熱器的自清潔性的優點，同時提高了換熱器的剛度，可在冶金行業具有廣闊的應用價值。

技術領域

本發明涉及冶金行業換熱技術領域，具體為一種高承壓自清潔換熱器及其制造方法。

背景技術

冶金行業焦化廠產生的主要工業廢水為剩余氨水，其成分中含有的焦油和煤粉顆粒等雜質極易堵塞換熱器，降低換熱效率，導致換熱器出口處剩余氨水溫度偏高，使蒸氨廢水中揮發氨含量升高，造成總排放出口的氨氮含量超標，對環境產生污染。目前鋼鐵焦化廠中使用較多的氨水換熱器有管殼式換熱器和螺旋板式換熱器。從目前使用來看，單獨使用這兩種換熱器中的任意一種，都不能很好的完成對剩余氨水的換熱任務。這主要是由于：(1)管殼式換熱器具有結構簡單和承壓能力強的優點，但其自清潔能力差和換熱系數低于螺旋板換熱器。(2)螺旋板式換熱器具有傳熱系數高和自清潔能力強的優點，但整體剛度差和承壓能力弱。當剩余氨水換熱介質壓力升高時，使得螺旋板式換熱器的卷制螺旋通道發生失穩壓癟現象。因此，需要設計一種新型的換熱器，使其同時兼具傳熱系數高、承壓能力強和自清潔能力好的特點，能夠處理氨水類介質的換熱過程，例如醇類、樹脂、尿素、汽柴油、鹽水和強堿強酸等介質，基于此，本發明設計了一種高承壓自清潔換熱器及其制造方法，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高承壓自清潔換熱器及其制造方法，以解決上述背景技術中提出的亟需設計一種新型的換熱器的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種高承壓自清潔換熱器，包括兩組換熱器封頭、殼體、介質一進口管、隔板、兩組支撐板、介質二進口管、介質二出口管、介質一出口管和若干換熱單元，兩組所述支撐板密封焊接在殼體的內腔兩側，兩組所述換熱器封頭分別密封固定在殼體的兩端，兩側所述支撐板、換熱器封頭和殼體分別構成兩組盛放空腔，兩組所述支撐板之間呈圓形均勻間隔貫穿密封固定有若干換熱單元，若干所述換熱單元與殼體內壁之間通過隔板連接，右側所述盛放空腔的頂部貫穿密封固定有介質二進口管，左側所述盛放空腔的低部貫穿密封固定有介質二出口管，所述殼體的外壁左側上部貫穿密封固定有介質一進口管，所述所述殼體的外壁右側下部貫穿密封固定有介質一出口管；

所述換熱單元包括連接管、螺旋帶、若干換熱管和換熱單元封頭，若干所述換熱管同心裝配，相鄰所述換熱管之間通過跨窗口流動設計，相鄰所述換熱管之間通過連接管、換熱單元封頭和螺旋帶支撐。

進一步的，相鄰所述換熱管的管道表面兩側對稱設置有開口，相鄰所述換熱管之間通過連接管貫穿密封連接。

進一步的，所述螺旋帶固定在相鄰兩組所述換熱管之間。

進一步的，所述換熱單元封頭密封固定在同心裝配設置的換熱管一端。

所述的高承壓自清潔換熱器的制造方法，包括如下步驟：

步驟一：根據換熱介質屬性，確定換熱管材料；

步驟二：根據換熱場合流體壓力、溫度，確定換熱單元內換熱管的直徑、長度和支撐板位置；

步驟三：根據換熱單元的換熱管的直徑和長度，確定換熱單元內部的螺旋帶螺距和換熱單元封頭尺寸；

步驟四：根據支撐板和換熱單元尺寸，確定該換熱器的殼體及換熱器封頭尺寸。

進一步的，所述步驟二具體為：