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CN109506503A - 一种高效双程换热器 - Google Patents

一种高效双程换热器 Download PDF

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CN109506503A
CN109506503A CN201811562044.8A CN201811562044A CN109506503A CN 109506503 A CN109506503 A CN 109506503A CN 201811562044 A CN201811562044 A CN 201811562044A CN 109506503 A CN109506503 A CN 109506503A
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CN
China
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heat exchanger
tube
heat exchange
pass heat
pass
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CN201811562044.8A
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Inventor
刘永禄
段有龙
于涛
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Acre Coking and Refractory Engineering Consulting Corp MCC
Original Assignee
Acre Coking and Refractory Engineering Consulting Corp MCC
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Publication date
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Abstract

本发明涉及一种高效双程换热器，包括由上管箱、下管箱、壳体、换热管束组成的双程换热器，下管箱内设分程隔板；所述换热管束由多个管板及在管板上竖直设置的多排扁口换热管组成，所述扁口换热管的横截面沿长度方向具有均匀间隔的凹凸结构。本发明所述高效双程换热器的传热效率高、耐热能力强、安全可靠、结构紧凑，能够提高空间利用率，降低土建施工及设备制造成本。

Description

一种高效双程换热器
技术领域
本发明涉及换热器技术领域，尤其涉及一种高效双程换热器。
背景技术
传统的管壳式换热器应用广泛，结构形式多样，能满足多种工况的使用，但仍存在重量大、体积大，易结垢，换热效率低等缺点。随着石油化工企业生产装置规模的不断增大，为提高炼油化工企业的经济效益和装置运行效能，开发一种占地面积小、高效节能的换热器是目前石化生产的研究方向之一。
发明内容
本发明提供了一种高效双程换热器，其传热效率高、耐热能力强、安全可靠、结构紧凑，能够提高空间利用率，降低土建施工及设备制造成本。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种高效双程换热器，包括由上管箱、下管箱、壳体、换热管束组成的双程换热器，下管箱内设分程隔板；所述换热管束由多个管板及在管板上竖直设置的多排扁口换热管组成，所述扁口换热管的横截面沿长度方向具有均匀间隔的凹凸结构。
所述扁口换热管由不锈钢板经冲压、对折、对焊后制成。
所述管板为分体结构，由2块半圆形管板对合组成。
所述扁口换热管的外侧沿双程换热器高向均匀设有多组加强板，加强板水平设置在扁口换热管的外凸部分。
所述换热管束的顶部设移动封盖，移动封盖由球形封头、下钩圈及调整弹簧组成，上管板通过上法兰连接球形封头，上管板的底部与下钩圈连接，下钩圈通过调整弹簧与壳体柔性连接。
所述调整弹簧沿壳体周向均匀设置多个。
所述下钩圈为分体结构，由2个半圆环结构组成。
所述管板的直径＝壳体内径-(2～3)mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)换热管束由多个平行排列且具有凹凸形状的扁口换热管组成，自支撑强度大；
2)换热管束外侧凸出部位焊接加强板，能够提高换热管束强度，保证水平方向不变形；
3)换热管束截面积大，管程流动阻力小，换热器可设置成双程及多程结构；
4)换热管束截面积大，清理操作简便、易实施；
5)上管板与壳体之间通过下钩圈及调整弹簧柔性连接，可保证换热管束在竖直方向不变形，无需设置膨胀节；
6)多组加强板使壳程内流体产生水平流动，与管程内介质流动形成错流，传热效果大大增强；
7)双程结构可减小换热管束的长度，设备整体空间减小，提高土地利用率；
8)所述高效双程换热器结构简单合理，施工操作简便，有利于降低设备制造和土建施工成本，投资少，能耗低。
附图说明
图1是本发明所述一种高效双程换热器的结构示意图。
图2是本发明所述换热管束的立体结构示意图一。
图3是本发明所述换热管束的立体结构示意图二。
图4是本发明所述扁口换热管的立体结构示意图。
图5是本发明所述管板的立体结构示意图。
图6是本发明所述移动封盖的结构示意图。
图7是本发明所述下钩圈的结构示意图。
图中：1.上管箱 2.下管箱 3.壳体 4.换热管束 5.分程隔板 6.加强板 7.扁口换热管 8.管板 9.球形封头 10.上法兰 11.下钩圈 12.上管板 13.调整弹簧
A1.管程介质入口 B1.管程介质出口 A2.壳程介质入口 B2.壳程介质出口
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，本发明所述一种高效双程换热器，包括由上管箱1、下管箱2、壳体3、换热管束4组成的双程换热器，下管箱2内设分程隔板5；如图2-图5所示，所述换热管束4由多个管板8及在管板8上竖直设置的多排扁口换热管7组成，所述扁口换热管7的横截面沿长度方向具有均匀间隔的凹凸结构。
如图4所示，所述扁口换热管7由不锈钢板经冲压、对折、对焊后制成。
如图5所示，所述管板8为分体结构，由2块半圆形管板对合组成。
如3、图5所示，所述扁口换热管7的外侧沿双程换热器高向均匀设有多组加强板6，加强板6水平设置在扁口换热管7的外凸部分。
如图6所示，所述换热管束的顶部设移动封盖，移动封盖由球形封头9、下钩圈11及调整弹簧13组成，上管板12通过上法兰10连接球形封头9，上管板12的底部与下钩圈11连接，下钩圈11通过调整弹簧13与壳体3柔性连接。
所述调整弹簧13沿壳体3周向均匀设置多个。
如图7所示，所述下钩圈11为分体结构，由2个半圆环结构组成。
所述管板8的直径＝壳体内径-(2～3)mm。
本发明所述高效双程换热器中，换热管束4由不锈钢板经冲压(凹凸槽)、折叠，对焊后制成(如图4所示)，换热管束4中各扁口换热管7的宽度根据其在管板8上的排列位置确定，管板如图5所示。
换热管束4外侧凸起部位焊接加强板6，加强板6沿双程换热器高向间隔一定距离固定，如图4所示。扁口换热管7的截面沿长度方向设置成凹凸形状，可加强自身的自支撑强度；凸起部位的外侧焊接加强板6，一方面可进一步加强换热管束4的强度，使换热管束4可以设置足够的长度；另一方面，换热管束4受热后，水平方向产生的变形完全由凹进部位(未与加强板6焊接的部位)吸收，可保证换热管束4水平方向整体不变形。
为了保证换热管束4能够顺利从双程换热器的壳体3内抽出，管板8的外径比壳体3内径小2-3mm。上管板12(最顶部的管板)通过上法兰10连接球形封头9，球形封头9、上法兰10、下钩圈11共同组成移动封盖，如图6所示，其中下钩圈11设置成分体结构，保证下钩圈11与上法兰10顺利连接的同时，也确保换热管束4能够从壳体3内顺利抽出。在下钩圈11与壳体法兰间均布多个调整弹簧13，换热管束4受热时，在竖直方向产生的变形由调整弹簧13吸收，保证换热管束4在竖直方向整体不变形，因此双程换热器内无需设置膨胀节。
凹凸型截面的扁口换热管7与常规的圆形换热管相比，截面积成比例增加，管程流动阻力大幅减小，可以实现在下管箱2内设置分程隔板5将换热器分为双程，兼顾换热管束4长度的同时，增大换热面积为单程的两倍；另一方面，换热管截面积的增大，使换热管束4的清理操作更加简便。管程介质从管程介质入口A1进入，在换热管束4内部折返一圈后从管程介质出口B1流出。壳程介质从壳程介质入口A2进入壳程，往上流动的过程中，由于换热管束4外侧设置加强板6，使循环水产生水平方向的流动，与管程介质流动形成错流，传热效果大幅提高，换热后的壳程介质从壳程介质出口B2流出。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高效双程换热器，包括由上管箱、下管箱、壳体、换热管束组成的双程换热器，下管箱内设分程隔板；其特征在于，所述换热管束由多个管板及在管板上竖直设置的多排扁口换热管组成，所述扁口换热管的横截面沿长度方向具有均匀间隔的凹凸结构。
2.根据权利要求1所述的一种高效双程换热器，其特征在于，所述扁口换热管由不锈钢板经冲压、对折、对焊后制成。
3.根据权利要求1所述的一种高效双程换热器，其特征在于，所述管板为分体结构，由2块半圆形管板对合组成。
4.根据权利要求1所述的一种高效双程换热器，其特征在于，所述扁口换热管的外侧沿双程换热器高向均匀设有多组加强板，加强板水平设置在扁口换热管的外凸部分。
5.根据权利要求1所述的一种高效双程换热器，其特征在于，所述换热管束的顶部设移动封盖，移动封盖由球形封头、下钩圈及调整弹簧组成，上管板通过上法兰连接球形封头，上管板的底部与下钩圈连接，下钩圈通过调整弹簧与壳体柔性连接。
6.根据权利要求5所述的一种高效双程换热器，其特征在于，所述调整弹簧沿壳体周向均匀设置多个。
7.根据权利要求5所述的一种高效双程换热器，其特征在于，所述下钩圈为分体结构，由2个半圆环结构组成。
8.根据权利要求1或3所述的一种高效双程换热器，其特征在于，所述管板的直径＝壳体内径-(2～3)mm。
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