CN205690939U - 一种管壳式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种管壳式换热器，包括壳体和壳体内的传热管，传热管的两端分别连接前孔板和后孔板，前孔板和后孔板将壳体内部腔体分隔成换热前区、换热区和换热后区；孔板设有中孔和边孔，边孔通过边传热管连接，一根中传热管经过换热前区穿过前孔板中孔与后孔板中孔边缘密封连接，中传热管位于换热前区的部分连接第一流体进气管；中传热管位于换热区的部分外部套有一个套管，中传热管位于换热前区的部分外部套有一个套筒连接有第二流体进气管；换热前区设置有第一流体出气管，换热区设置有第二流体出气管。本实用新型把流体接管放置到管壳的一端，缩小接管间距，减少温度引起的接管形变和断裂，延长换热器工作寿命。

Description

一种管壳式换热器

技术领域

本实用新型涉及换热设备领域，具体为一种管壳式换热器。

背景技术

管壳式换热器是由一个壳体和包含许多管子的管束构成，冷热流之间通过管壁进行换热的换热器。管壳式换热器作为一种传统的标准换热设备，它在化工、炼油、石油化工、动力、核能和其他工业装置中得到普遍应用。

不同温度的第一、第二两种流体通过传热管交换热量，完成换热。然而，此种换热器存在的问题是：当换热器工作在低温下时，管壳会收缩，当换热器工作在高温时，管壳会膨胀，管壳的热胀冷缩将损害接管焊接工艺。换热器管壳所应用材料一般为不锈钢，不锈钢具有一定的膨胀系数，两接管焊接点间不锈钢的材料的伸长量或收缩量与两接管之间的距离成正比，会对两接管焊接工艺产生很大的损害。当温度达到一定度数且两接管焊接处达到一定距离时，将引起接管焊接处变形甚至断裂。两个接管焊接处的距离越大，那么接管间管壳受温度变化引起的变形越大，那么接管焊接处越容易引起变形断裂；反之，当两个接管焊接处距离越小，那么接管间管壳受温度变化引起的变形越小，接管焊接工艺受到的损害越小。焊接点变形将会引起流体的泄露，如果流体为可燃易爆物品，将会留下很大的安全隐患。而传统的管壳式换热器中进气管和出气管一般都位于传热管的两个端，间隔约为整个传热管的长度，所以很容易引起变形和断裂。另外，传统的换热器都是直接暴露于空气中，换热器的管壳因为是不锈钢材料，它的热导率比较高，很容易散热，这样将降低换热器的工作效率。

发明内容

本实用新型的目的在于克服传统换热器进气管和出气管因为间隔距离长在通入不同温度的流体时因为热胀冷缩而容易出现变形或断裂的问题提供一种新型的管壳式换热器。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型的有益效果为：

1）本实用新型结构改进的换热器因为把流体接管的位置放置到管壳的一端，接管之间的管壳的距离变小，因此在相同条件下接管之间的变形减小，不易引起接管焊接处的变形和断裂，延长换热器的工作寿命。

2）在传统换热器的外面包一层真空罐，有效的减少热量的散发，提高换热器的工作效率。

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

附图标记：1.第一流体出气管；2. 第一流体进气管；3.第二流体进气管；4.第二流体出气管；5.外壳；6.内壳；7. 中传热管；8.后孔板 ；9.前孔板；10. 边传热管；11.套管；12.套筒；13.换热前区；14.换热区；15.换热后区。

具体实施方式

如图1所示，一种管壳式换热器，包括换热器的壳体和壳体内的传热管，所述传热管的两端分别连接前孔板9和后孔板8，前孔板9和后孔板8的边缘与壳体内壁密封连接，前孔板9和后孔板8的通孔相对应，每对相对应的通孔之间连接一根传热管，前孔板9和后孔板8将壳体内部腔体分隔成换热前区13、换热区14和换热后区15三部分，所述传热管位于换热区内14，

前孔板9和后孔板8上均设置有一个中孔和围绕中孔的多个边孔，前孔板9中孔的直径大于后孔板8中孔的直径，前孔板9和后孔板8相对的边孔之间通过边传热管10密封连接；

一根中传热管7经过换热前区穿过前孔板9中孔与后孔板8中孔边缘密封连接，所述中传热管7的直径小于前孔板9中孔直径而不小于后孔板8中孔直径，所述中传热管7位于换热前区13的部分连接第一流体进气管2；

所述中传热管7位于换热区14的部分外部套有一个长度小于边传热管7的套管11，所述套管11的一端与前孔板9中孔边缘密封连接另一端为自由端，具有开口，可供气体流出；

所述中传热管7位于换热前区的部分外部套有一个套筒12，所述套筒12的一端与前孔板中孔边缘密封连接另一端连接有第二流体进气管3，本实施例中：套筒12另一端的端口封闭与中传热管7的外壁密封连接，在该封闭端口旁的管壁上设置有第二流体进气管3；

所述中传热管7的外壁与所述套管11、套筒12间均存在间隙，该间隙为第二流体的进入通道；而中传热管7为第一流体的进入通道；

所述换热前区13设置有第一流体出气管1，所述换热区14设置有第二流体出气管4。

所述壳体包括内壳6和外壳5，所述内壳6和外壳5之间为真空层。

所述套管11长度为边传热管10长度的2/3~4/5。所述第二流体出气管4位于自前孔板起至所述套管长度1/3位置的区域内。

所述孔板边孔的数目至少为3个，优选为6个以上，以中孔为圆心，沿两个不同半径的圆周均匀排布。中传热管7的直径大于边传热管10的直径，中传热管7的直径至少为边传热管10直径的3倍。

套管11和套筒12为可连接为一个整体形成第二流体进入通道。本实施例中可以为一根直径与前孔板9中孔直径相同的管道，通过前孔板9中孔并且套在中传热管7的外部。

通过对传统换热器的结构的分析可知，两个接管的距离越小，那么接管间管壳受温度变化引起的变形量越小，那么接管焊接处就越不易引起变形断裂。本实用新型改进了传统换热器的结构，缩短换热器上接管的距离，将换热器的接管焊接到换热器的一头。

如图1所示，第一流体从第一流体进气管2管口流入，直到前孔板9，通过前孔板9上的中孔进入右侧的换热区14腔体内的中传热管7内，通过后孔板8上的中孔进入换热后区15，然后通过后孔板8上的边孔进入边传热管10，从边传热管10流出到前孔板9左侧的换热前区13腔体内，并通过第一流体出气管1流出。流体B通过第二流体进气管3进入中传热管7与套筒12的间隙内，再经过前孔板9的中孔进入到中传热管7与套管11的间隙中，并通过套管11的端口进入到换热区14内并在此经过换热，最终通过第二流体出气管4流出。

两种流体仍然通过传热管传递热量。因为换热器的接管都放置到管壳的一头，接管之间的距离减小，因此在相同的条件下，接管间的管壳变形量减小，接管处焊接处的变形减小，跟传统换热器相比，此种换热器将延长工作寿命。

针对换热器管壳散热问题，在换热器的外层罐外加一层真空罐，如图在外壳5和内壳6之间为真空。因为真空的热导率远远低于不锈钢材料的热导率，这样将有效阻止热量通过内壳6散发，提高换热器的工作效率。

Claims (8)

1.一种管壳式换热器，包括换热器的壳体和壳体内的传热管，所述传热管的两端分别连接前孔板和后孔板，前孔板和后孔板的边缘与壳体内壁密封连接，前孔板和后孔板的通孔相对应，每对相对应的通孔之间连接一根传热管，前孔板和后孔板将壳体内部腔体分隔成换热前区、换热区和换热后区三部分，所述传热管位于换热区内，

其特征在于：前孔板和后孔板上均设置有一个中孔和围绕中孔的多个边孔，前孔板中孔的直径大于后孔板中孔的直径，前孔板和后孔板相对的边孔之间通过边传热管密封连接；

一根中传热管经过换热前区穿过前孔板中孔与后孔板中孔边缘密封连接，所述中传热管的直径小于前孔板中孔直径而不小于后孔板中孔直径，所述中传热管位于换热前区的部分连接第一流体进气管；

所述中传热管位于换热区的部分外部套有一个长度小于边传热管的套管，所述套管的一端与前孔板中孔边缘密封连接另一端为自由端；

所述中传热管位于换热前区的部分外部套有一个套筒，所述套筒的一端与前孔板中孔边缘密封连接另一端连接有第二流体进气管；

所述中传热管的外壁与所述套管内壁、套筒内壁间均存在间隙；

所述换热前区设置有第一流体出气管，所述换热区设置有第二流体出气管。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述壳体包括内壳和外壳，所述内壳和外壳之间为真空层。

3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述套管长度为边传热管长度的2/3~4/5。

4.根据权利要求1所述的换热器，其特在于：所述第二流体出气管位于自前孔板起至所述套管长度1/3位置的区域内。

5.根据权利要求1所述的换热器，其特在于：所述孔板边孔的数目至少为3个。

6.根据权利要求1所述的换热器，其特在于：所述孔板边孔的数目至少为6个，以中孔为圆心，沿两个不同半径的圆周均匀排布。

7.根据权利要求1所述的换热器，其特在于：所述中传热管的直径至少为边传热管直径的3倍。

8.根据权利要求1所述的换热器，其特在于：所述套管和套筒为连接为一个整体形成第二流体进入通道。