[發明專利]管式換熱裝置以及換熱方法、應用

在審

• 申請號: 202011402967.4
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112414177A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 劉陽;錢淵;姚劍;姜迪;陳貴生;仝路路;杜林;趙乾坤;唐曉星;馬繼飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: F28D7/16
• 分類號: F28D7/16;F28F9/02;F28F9/22;F28F21/08;F28F27/00
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 王衛彬;鄒玲

本發明公開了一種管式換熱裝置以及換熱方法、應用。該裝置自上至下依次包括上封頭、上管板、筒體、下管板以及下封頭，筒體內設有若干換熱管，換熱管依次穿設上管板和下管板；上封頭與上管板之間設有第一過渡變徑段，下封頭與下管板之間設有第二過渡變徑段；第一過渡變徑段包括第一喉口段、第一擴張段、第一連接部；第二過渡變徑段包括第二喉口段、第二擴張段、第二連接部；上封頭上設有物料進口、且物料進口依次通過第一喉口段、第一擴張段與各換熱管連通，下封頭上設有物料出口、且物料出口依次通過第二喉口段、第二擴張段與各換熱管連通。本發明的換熱裝置能夠及時冷卻物料、減小能量損耗以及提高換熱效率。

技術領域

本發明涉及管式換熱裝置以及換熱方法、應用。

背景技術

換熱器是化工、石油、動力工程和食品等許多領域的通用設備，可實現熱量的傳遞和交換，以滿足工藝設計的需要，在工業生產中占有重要地位，目前，常見的換熱器普遍面臨能量損耗較高、換熱效率較低，且在高溫環境下使用的壽命較短等缺點，其經濟效益低實用性受限。因此，優化換熱裝置結構，來提高換熱效率，減少能量損耗，降低設備制作成本，延長設備在高溫環境下的重復使用壽命，一直是本領域急需解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中的換熱器能量損耗高、換熱效率低以及在高溫環境下使用壽命短的缺陷，而提供管式換熱裝置以及換熱方法、應用。

本發明是通過以下技術方案來解決上述技術問題的：

一種管式換熱裝置，其自上至下依次包括上封頭、上管板、筒體、下管板以及下封頭，所述筒體內設有若干換熱管，所述換熱管依次穿設所述上管板和所述下管板；

所述上封頭與所述上管板之間設有第一過渡變徑段，所述下封頭與所述下管板之間設有第二過渡變徑段；所述第一過渡變徑段包括第一喉口段，和與所述第一喉口段連接的第一擴張段，以及分別與所述上封頭與所述上管板銜接的第一連接部，所述第一連接部包設于所述第一喉口段與所述第一擴張段的外部；所述第二過渡變徑段包括第二喉口段，和與所述第二喉口段連接的第二擴張段，以及分別與所述下封頭與所述下管板銜接的第二連接部，所述第二連接部包設于所述第二喉口段與所述第二擴張段的外部；

所述上封頭上設有物料進口、且所述物料進口依次通過所述第一喉口段、所述第一擴張段與各所述換熱管連通，所述下封頭上設有物料出口、且所述物料出口依次通過所述第二喉口段、所述第二擴張段與各所述換熱管連通；

所述第一連接部的上側與所述上封頭的內側構成一第一冷卻腔室、且所述第一冷卻腔室連接有第一冷卻介質進口與第一冷卻介質出口；

所述第二連接部的下側與所述下封頭的內側構成一第二冷卻腔室、且所述第二冷卻腔室連接有第二冷卻介質進口與第二冷卻介質出口。

本發明中，一般地，所述筒體上的不同位置設有第三冷卻介質進口與第三冷卻介質出口；所述第三冷卻介質進口與所述第三冷卻介質出口均與所述筒體的內部連通。

本發明中，較佳地，所述物料進口設于所述上封頭的中心位置處。

本發明中，較佳地，所述物料出口設于所述下封頭的中心位置處。

本發明中，較佳地，所述物料進口和/或所述物料出口處設有測溫裝置。所述測溫裝置可為本領域常規，例如熱電偶。

本發明中，較佳地，所述第一喉口段的中心線與所述筒體的中心線重合。

本發明中，較佳地，所述第二喉口段的中心線與所述筒體的中心線重合。

本發明中，所述第一冷卻介質進口和/或所述第一冷卻介質出口較佳地設于所述第一連接部上。

本發明中，所述第二冷卻介質進口和/或所述第二冷卻介質出口較佳地設于所述第二連接部上。