CN104457332A - 耐高温换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐高温换热器，其包括：外壳、位于外壳前后两端的前管板和后管板、数根换热管及位于前管板前方的管程进口部件，所述外壳设有内腔，前、后管板对应设有数个供换热管穿过的管孔，所述换热管的两端分别穿过前、后管板的管孔，并收容于该外壳的内腔内，所述换热管的一端与后管板固定连接，所述换热管的另一端穿过前管板的管孔向前凸伸，并与前管板活动连接，所述耐高温换热器进一步包括隔热填料，且该隔热填料设置于前管板的前方并被夹持在相邻换热管之间。相对现有耐高温换热器，有利于自管程进口部件过来的被换热介质被直接冲压在前管板上，改善前管板过热而发生拉伸形变。

Description

耐高温换热器

【技术领域】

本发明涉及一种耐高温换热器，尤其涉及一种便于热量交换的耐高温换热器。

【背景技术】

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。

换热器的应用非常广泛，如日常生活中取暖用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的油冷却器等，都是换热器。它还广泛应用于化工、石油、动力、原子能等工业部门。它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。

请参阅于2003年11月5日公告的中国实用新型专利第02258139.1号，其公开了一种高温换热器，该高温换热器包括低温区换热器、管程进口封头和高温区换热器，该高温区换热器通常包括外壳、管板及换热管；该外壳设有内腔，所述换热管收容于外壳的内腔内并固持于管板上。在高温区换热器内的管板直接与管程进口封头对接，当被换热介质自管程进口封头内流入高温区换热器时，该被换热介质直接对管板产生冲击，所述换热管受热产生形变，将可能对换热管产生拉力，甚至有时会折弯换热管，从而，影响高温换热器的使用寿命。

因此，确有必要对现有高温换热器加以改良，以克服现有技术中的缺陷。

【发明内容】

本发明的所要解决的技术问题在于提供一种改善管板过于受热的耐高温换热器。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种耐高温换热器，其包括：外壳、位于外壳前后两端的前管板和后管板、数根换热管及位于前管板前方的管程进口部件，所述外壳设有内腔，前、后管板对应设有数个供换热管穿过的管孔，所述换热管的两端分别穿过前、后管板的管孔，并收容于该外壳的内腔内，所述换热管的一端与后管板固定连接，所述换热管的另一端穿过前管板的管孔向前凸伸，并与前管板活动连接，所述耐高温换热器进一步包括隔热填料，且该隔热填料设置于前管板的前方并被夹持在相邻换热管之间。

本发明进一步改进方式为：所述耐高温换热器进一步包括位于隔热填料前方的金属压板，所述金属压板安装于相邻换热管之间，上述隔热填料被夹持在管板与金属压板之间。

本发明进一步改进方式为：所述隔热填料包括前后两层，且前面一层隔热填料为耐冲刷隔热材料。

本发明进一步改进方式为：所述耐高温换热器进一步包括数个位于金属压板外侧的挡管，每一挡管套设在换热管的前端，且与换热管固定连接。

本发明进一步改进方式为：所述挡管呈喇叭口状，且该喇叭口的开口朝金属压板设置。

本发明进一步改进方式为：所述耐高温换热器进一步包括高温区换热器及与高温区换热器相通的低温区换热器，该高温区换热器设置于管程进口部件与低温区换热器之间，所述管程进口部件与高温区换热器之间的前管板可活动的设置于管程进口部件与高温区换热器之间，远离管程进口部件的后管板与换热管相互焊接固定在一起。

本发明进一步改进方式为：所述管程进口部件与高温区换热器之间设有数个膨胀节。

本发明进一步改进方式为：所述耐高温换热器进一步包括支座，所述前管板、隔热填料及压板构成一管箱，该支座设置于管箱的下侧，该支座包括支撑体及吊带，该吊带的一端安装于管箱上，另一端安装于支撑体上，以将管箱呈悬空吊挂状态。

本发明进一步改进方式为：所述耐高温换热器进一步包括支座，该支座设置于前管板的下侧，该支座包括支撑体及吊带，该吊带的一端安装于管板上，另一端安装于支撑体上，以将管板呈悬空吊挂状态。

与现有技术相比，本发明耐高温换热器具有如下有益效果：通过在前管板与管程进口部件之间设有隔热填料，且该隔热填料被夹持在每一换热管之间，相对现有耐高温换热器，有利于自管程进口部件过来的被换热介质直接冲压在管板上，改善管板过热而发生拉伸形变。

【附图说明】

图1是本发明耐高温换热器安装在支座上的剖视示意图；

图2是图1所示的俯视示意图；

图3是图1所示本发明耐高温换热器的换热管与前、后管板连接的剖视示意图；

图4是图1所示A处的局部放大图；

图5是本发明耐高温换热器用支座吊环示意图；

图6是图1所示本发明耐高温换热器的高温区换热器的示意图；

图7是图6所示的局部放大图；

图8是图1所示B处的局部放大图；

图9是图1所示C处的局部放大图；

图10是本发明耐高温换热器的支座第二种实施方式；

图11是本发明耐高温换热器的支座第三种实施方式。

【具体实施方式】

请参阅图1所示，是展现本发明耐高温换热器安装在支座上的示意图，称为耐高温换热器组件100；在本实施方式中，该耐高温换热器组件包括耐高温换热器及数个支座200；所述耐高温换热器包括换热器本体及分别连接在换热器本体两端的管程进口部件10与管程出口部件20。

请参阅图1及图2所示，所述换热器本体包括底座30、高温区换热器40、低温区换热器50及数个膨胀节60，以及安装于底座30上并支撑高温区换热器40及低温区换热器50的支撑梁70。

高温区换热器40位于换热器本体的前部，该高温区换热器40包括位于前方的第一高温段41及位于第一高温段41后方并与第一高温段41相通的第二高温段42，所述低温区换热器50位于换热器本体的后部，且该低温区换热器50具有邻近第二高温段42并相互贯通的第一低温段51及位于第一低温段后部的第二低温段52。所述第一高温段41、第二高温段42及低温区换热器50的第一低温段51、第二低温段52的外侧均设有壳体，在每一壳体内安装有数个管板及多根换热管90，管板设有供换热管穿过的多个管孔，将所述换热管90之间的区域称为管间。如下以前方的第一高温段41为例说明该换热管与管板的安装关系，壳体内的管板包括位于前后两端的前管板80及后管板81，换热管90两端穿过前、后管板80、81的管孔，换热管90的两端设有管口，且该换热管90一端管口与后管板81的管孔固定连接形成密封状态(请参阅图3所示)，另一端穿过前管板80的管孔向前凸伸，并与该前管板活动连接，防止两者在热涨过程中被拉裂开，请容后详述。

在本实施方式中，该换热器本体的高温区换热器40与低温区换热器50相互分割成两部分，即自高温区换热器40的第二高温段42及低温区换热器50的第一低温段51相互分隔开，改善体积过大而便于耐高温换热器的运输效果，且在该第二高温段42与低温区换热器50的第一低温段51之间通过中间连接体和膨胀节60相互连接在一起，并形成一空间101，该空间101的外侧与管间未相通，从而流过高温区换热器40的换热管90的被换热介质进入该空间101内，并汇集在此，通过该空间101分流到低温区换热器50的换热管90内，相对于现有高温换热器，本发明有利于被换热介质在该空间101内做充分的混合，即改善经过高温区换热器40后温度不同的被换热介质温度作混合，实现被换热介质的温度均匀化，以进行下一换热程序，可改善被换热介质被流入换热管的温度大致相同，防止换热管受热不均对前、后管板的拉伸发生破裂现象。

请再参阅图1并结合图4，5所示，所述耐高温换热器被支撑在数个支座200上，在本实施方式中，该支座呈门型框状，每一支座支撑于支撑梁70的下侧，该支座包括吊带201及支撑体202，该支撑体202设有横梁203及支撑于横梁203两端的一对支柱204，所述吊带为铁链或钢丝绳，在本实施方式中，吊带201为数个呈环形的吊环205相互环扣在一起构成的铁链，且相邻的吊环205的环形截面相互垂直相扣，有利于增加相邻吊环205的移动空间。所述横梁203分布于换热器本体的两侧，每一横梁203两端安置支柱204，且该支柱204之间设有上述吊带201。

在本实施方式中，所述吊环205具有位于两端且呈半圆形的上、下吊环2050、2051，并分别与其他吊环205相扣，以利于吊环205与耐高温换热器和横梁203的连接，即上吊环2050安装在支撑体202的横梁203上，下吊环2051连接在耐高温换热器的换热器本体上，且上吊环2050与横梁203相连处位于下吊环2051与耐高温换热器相连处的上侧，以使耐高温换热器完全吊挂在支座200上，即呈悬空吊挂状态，从而，当耐高温换热器的换热器本体受热膨胀后，相对现有高温换热器，本发明可便于换热器本体移动，并可防止换热器本体因受热不均后产生裂纹现象，有利于延长耐高温换热器的使用寿命。

请再参阅图1所示，所述换热器本体的前上端(即第一高温段41的上端)具有壳程出口43，所述换热器本体的后上端(即第二低温段42的上端)具有壳程进口53。

所述第一高温段41与第二高温段42的换热管相连通，但与高温区换热器40及低温区换热器50的管间均不相通，且第一、第二高温段之间及第二高温段与低温区换热器连接处的侧壁上开设有便于维修的人孔102。

请参阅图6，7所示，所述耐高温换热器进一步包括隔热填料82、位于相邻换热管之间的金属压板83及位于金属压板外并套设在换热管90上的挡管84；所述隔热填料82设于第一高温段41与管程进口部件10之间，且位于所述第一高温段41中后管板81与换热管90的一端固定连接(如通过焊接方式固定在一起)，以使换热管与管间相互密封，但是换热管90的另一端穿过前管板80的管孔且与前管板80未固定在一起，即所述前管板80上的管孔略大于换热管90的管口直径，以便换热管在前管板的管孔内相互移动；为防止换热管90与管间相互贯通，上述隔热填料82填充于换热管之间，并夹持在前管板80与金属压板83之间，以防止自管程进口部件10过来的被换热介质对前管板的冲击，而避免前管板或换热管过于受热，发生变形。

在本实施方式中，该隔热填料包括前后两层，且前面一层隔热填料为耐冲刷隔热材料(如棉花)；每一挡管84套设在换热管90外，且换热管90的管口外径略小于挡管84的内径，而挡管84的外径大于压板的管孔外径，以防压板脱离，并将挡管83与换热管90相互焊接固定在一起。当高温的被换热介质自管程进口部件进入高温区换热器40后，前面一层的耐冲刷隔热材料可防止被换热介质直接对前管板冲刷冲击，后一层的隔热填料可防止管间的换热介质与换热管相通。

请参阅图1、8、9所示，在本实施方式中，设置于第一高温段41与管程进口部件10之间的前管板80并未与外壳及管程进口部件10相互固持在一起，即通过外壳凸设有凸起105并与外侧形成有收容腔106，在本实施方式中，该凸起呈环形设置于外壳的内腔内，上述前管板80位于收容腔106内，即所述前管板80被凸起105所抵接而防止前管板进口空腔内，且所述前管板的外径小于外壳的收容腔106的内径，但大于凸起105的内径及管程进口部件10的外径，因此，前管板80被限制该第一高温段41与管程进口部件10之间，有利于前管板受热前后的热胀冷缩时收缩自如。并且该前管板80、隔热填料82及金属压板83构成一管箱，并在管箱的下侧安设有支座200，在前管板80与金属压板83受热不均的状况下，该支座200有利于调节前管板80与金属压板83的受热形变，以防前管板与金属压板的过度变形。在本实施方式中，该支座支撑于前管板80的下侧。

若换热介质经过高温换热以后，自第一高温段41的壳程出口43流出，因此，在该壳程出口的外壳因受热，而发生膨胀现象，在本实施方式中，在所述第一高温段41的壳程出口43呈喇叭口状，且在该壳程出口43呈喇叭口状朝向端与管间连接处设有数个膨胀节60，该膨胀节60环绕壳程出口的四周，相对现有耐高温换热器，膨胀节可改善课程出口的形变，即若右侧的温度大于左侧的温度时，该右侧被拉伸的力度将大于左侧的部位，该膨胀节60设置可调节第一高温段与管间之间四周受热不均的热胀冷缩，防止前管板80与外壳受热等因素而被裂开，延长耐高温换热器的使用寿命。同时在本实施方式中，该管程进口部件与高温区换热器通过数个膨胀节相互连接在一起，所述壳程出口部件与低温区换热器也通过数个膨胀节相互连接在一起，均可改善相互间因受热不均而发生裂开现象。

上述实施方式是本发明较佳实施方式，当然本发明也可采用如下实施方式：

如图10所示，上述支座也可设置一对，且分别安装在耐高温换热器的两侧，每一横梁的两端被支柱支撑，数个吊带分布在该支柱之间，并分别与耐高温换热器及横梁相互连接，使耐高温换热器处于悬空吊挂状态。

如图11所示，上述支座也可设置一对，且分别安装在耐高温换热器的两侧，每一横梁为两端被支柱支撑，并于支柱之间设有其他支柱，并与每一支柱之间均设有数个吊带，该吊带同时与耐高温换热器及横梁相互连接，使耐高温换热器处于悬空吊挂状态。

如：每一挡管84形成喇叭口，并套设在换热管90外，且挡管84的开口朝向端抵接于压板上，并将挡管84与换热管90相互焊接固定在一起

如：所述吊带也可为环形钢绳构成，该环形钢绳一端安装在横梁上，另一端安装在换热器上，同时使耐高温换热器处于悬空吊挂状态。

再如：所述吊带的链条也可只通过一对半圆形的吊环相互扣持在一起，并分别固定在耐高温换热器与支座上。

Claims (9)

1.一种耐高温换热器，其包括：外壳、位于外壳前后两端的前管板和后管板、数根换热管及位于前管板前方的管程进口部件，所述外壳设有内腔，前、后管板对应设有数个供换热管穿过的管孔，所述换热管的两端分别穿过前、后管板的管孔，并收容于该外壳的内腔内，其特征在于：所述换热管的一端与后管板固定连接，所述换热管的另一端穿过前管板的管孔向前凸伸，并与前管板活动连接，所述耐高温换热器进一步包括隔热填料，且该隔热填料设置于前管板的前方并被夹持在相邻换热管之间。

2.如权利要求1所述的耐高温换热器，其特征在于：所述耐高温换热器进一步包括位于隔热填料前方的金属压板，所述金属压板安装于相邻换热管之间，上述隔热填料被夹持在管板与金属压板之间。

3.如权利要求1或2所述的耐高温换热器，其特征在于：所述隔热填料包括前后两层，且前面一层隔热填料为耐冲刷隔热材料。

4.如权利要求2所述的耐高温换热器，其特征在于：所述耐高温换热器进一步包括数个位于金属压板外侧的挡管，每一挡管套设在换热管的前端，且与换热管固定连接。

5.如权利要求4所述的耐高温换热器，其特征在于：所述挡管呈喇叭口状，且该喇叭口的开口朝金属压板设置。

6.如权利要求1所述的耐高温换热器，其特征在于：所述耐高温换热器进一步包括高温区换热器及与高温区换热器相通的低温区换热器，该高温区换热器设置于管程进口部件与低温区换热器之间，所述管程进口部件与高温区换热器之间的前管板可活动的设置于管程进口部件与高温区换热器之间，远离管程进口部件的后管板与换热管相互焊接固定在一起。

7.如权利要求6所述的耐高温换热器，其特征在于：所述管程进口部件与高温区换热器之间设有数个膨胀节。

8.如权利要求2所述的耐高温换热器，其特征在于：所述耐高温换热器进一步包括支座，所述前管板、隔热填料及压板构成一管箱，该支座设置于管箱的下侧，该支座包括支撑体及吊带，该吊带的一端安装于管箱上，另一端安装于支撑体上，以将管箱呈悬空吊挂状态。

9.如权利要求1或2所述的耐高温换热器，其特征在于：所述耐高温换热器进一步包括支座，该支座设置于前管板的下侧，该支座包括支撑体及吊带，该吊带的一端安装于管板上，另一端安装于支撑体上，以将管板呈悬空吊挂状态。