CN2372651Y - 变截面容积式换热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种容积式或半容积式热交换设备,它由立式或卧式罐体和换热器组成,其中换热器由导流筒、换热管束、折流板、管箱构成,换热管束为多根U型管,它们一同安置在导流筒内,导流筒位于罐体内,其上设有进水口和出水口,管箱位于罐体外,其上设有热媒进口和热媒出口,罐体上设有出水口,其特征在于对应管箱热媒出口附近位置的冷却段换热管束,其各U型管的管口以单路或多路依次首尾连通连接,形成冷却段整体的单路或多路冷凝水流通通道。
Description
本实用新型涉及一种热交换设备，尤其是一种容积式或半容积式的热交换设备。
传统型的容积式或半容积式换热器由罐体、进水管、出水管、换热管束、管箱、热媒进口、热媒出口等组成，其换热效果差，容积利用率低，所需设备数量多、投资大、占地面积大。
中国专利892154497“四行程容积式换热器”、912243279“立式容积式换热器”、932193862“半容积式换热器”及932402062“导流多行程容积式换热器”，采用增设管程分程隔板、折流板和弧形导流罩的方法，使换热效果显著提高，但仍存在需进一步改进之处。
其一、在热媒为蒸汽时，由于蒸汽与其冷凝水的管程流通截面积相同，且冷凝液的流量较蒸汽流量小的多，因而在冷却段换热管内冷凝液的流速很低，管内流体膜传热系数小，故换热器冷却段总传热系数K小。上述专利型的容积式或半容积式换热器，虽然通过冷凝液的冷却可节能15％，但回收这部分热量所需的换热面积(即冷却段的换热面积)约占总换热面积的45％。
其二，当热媒为低温热水时，由于上述专利型产品的换热器结构为壳侧1程，管侧2程或2n程，按其热媒及被加热水的设计进、出口温度得出的、计算有效平均温差的修正系数F仅为0.74～0.82。一方面经济上不合理，另一方面若操作温度略有变化，F值就可能急剧下降，这样将影响操作的稳定性。
本实用新型的目的是提供一种改进的变截面容积式换热器，使热媒(蒸汽)冷凝液在管程冷却段的流速显著提高，被加热水在壳程沿轴向往返流动，提高温差修正系数，从而提高总传热系数、换热量及操作稳定性，节省投资和能源。
本实用新型的技术解决方案：一种变截面容积式换热器，它由立式或卧式罐体和换热器组成，其中换热器由导流筒、换热管束、折流板、管箱构成，换热管束为多根U型管，其上套装有折流板，它们一同安置在导流筒内，换热管束外端与管板相连接，导流筒开口端通过法兰与管箱连接为一体，并将管板夹固在它们中间，导流筒位于罐体内，其上设有进水口和出水口，管箱位于罐体外，其上设有热媒进口和热媒出口，其内设有分程隔板，罐体上设有出水口，其特征在于对应管箱热媒出口附近位置的冷却段换热管束，其各U型管的管口以单路或多路依次首尾连通连接，形成冷却段整体的单路或多路冷凝水流通通道。
本实用新型的变截面多壳程容积式换热器的优点：热媒为蒸汽时，由于冷凝液只能在换热管束冷却段的1根或数根管内流动，流速大，使冷却段的总传热系数提高3倍左右，因而冷却段的换热面积可减少70％，冷却段换热面积占总换热面积的比例可减少到20％。热媒为低温热水时，由于在换热管束与导流筒间设置1～2块水平或直壳程分程隔板，因而使温差修正系数提高到0.95～0.98，换热量可提高17％～30％，且操作稳定性好。本实用新型适用于工业与民用的热水供应系统。
以下结合附图及实施例对本实用新型的变截面容积式换热器作进一步描述：
图1为卧式变截面容积式换热器的结构示意图；
图2为立式变截面容积式换热器的结构示意图；
图3是图1、2的A-A剖面示意图；
图4是图1、2的B-B放大剖面示意图。
如图1-4，本实用新型由立式或卧式罐体1和换热器2组成，其中换热器2由导流筒3、换热管束4、折流板5、管箱6构成，换热管束4为多根U型管，其上套装有折流板5，它们一同安置在导流筒3内，换热管束4外端与管板7相连接，导流筒3开口端通过法兰8与管箱6连接为一体，并将管板7夹固在它们中间，导流筒3位于罐体1内，其上设有进水口9和出水口10，管箱6位于罐体1外，其上设有热媒进口11和热媒出口12，其内设有分程隔板13，罐体1上设有出水口14，上述换热管束4外端连接在管板7上后，就使得各U型管的进出口分布在管箱侧的管板7上，本实用新型的特点是对应管箱6热媒出口12附近位置的冷却段换热管束4，其各U型管的管口以单路或多路依次首尾连通连接，形成冷却段整体的单路或多路冷凝水流通通道。
本实用新型中，冷却段换热管束4各U型管组成的单路冷凝水流通通道结构为，保留冷却段换热管束4中一个U型管的进口，该U型管的出口与另一冷却段U型管的进口相连，依此类推，最后保留最后一个U型管的出口，形成一整体的单路冷凝水流通通道，图4所示的即为这种情况。
多路冷凝水流通通道的结构是，保留冷却段换热管束4两个或两个以上的U型管的进口，该两个或两个以上的U型管出口分别与其它的冷却段U型管进口对应相连，依此类推，最后保留最后两个或两个以上的U型管的出口，形成两个或两个以上的整体各自独立的多路冷凝水流通通道。多路通道的数目视冷凝液流量的大小及管程压力降大小而定。这样，当热媒为蒸汽时，就能有选择地使蒸汽冷凝水在单路或多路流通通道中的各U型管内多次往返流动，故流速大大提高，使冷却段的总传热系数也大大提高。
本实用新型中，冷却段换热管束4中各U型管的首尾连接可通过弯头16连通连接，也可通过其它连接件连通连接。
本实用新型的变截面多壳程容积式换热器换热工作过程如下：
热媒为蒸汽时由热媒进口11进入管箱6后，借助管程分程隔板13，经过4～6次往返流过换热管束4冷凝段后全部被冷凝为冷凝液，而后冷凝液流入单路或多路冷凝水流通通道内以较高流速多次往返，通过管壁将热量传给换热管束4外、导流筒3内的冷水。热媒为低温热水时，在换热管束4与导流筒3间设置1～2块水平或垂直壳程分程隔板15，使被加热水在导流筒3内沿轴向多次往返流动。被加热水从进水口9进入导流筒3内，在壳程分程隔板15的下部空间绕折流板5多次横向往返冲刷换热管束4，流至导流筒3的另一端后，经由壳程分程隔板15上的开孔17，流入壳程分程隔板15的上部空间，继续绕折流板15的上部空间，继续绕折流板5多次横向往返冲刷换热管束4，凭借壳程分程隔板15在导流筒3内沿轴向多次往返，充分吸收热媒通过管壁传出的热量而变为热水，再经导流筒3上的出水口10流入罐体1内，然后由罐体出水口14流出。
Claims (5)
1、一种变截面容积式换热器，它由立式或卧式罐体和换热器组成，其中换热器由导流筒、换热管束、折流板、管箱构成，换热管束为多根U型管，其上套装有折流板，它们一同安置在导流筒内，换热管束外端与管板相连接，导流筒开口端通过法兰与管箱连接为一体，并将管板夹固在它们中间，导流筒位于罐体内，其上设有进水口和出水口，管箱位于罐体外，其上设有热媒进口和热媒出口，其内设有分程隔板，罐体上设有出水口，其特征在于对应管箱热媒出口附近位置的冷却段换热管束，其各U型管的管口以单路或多路依次首尾连通连接，形成冷却段整体的单路或多路冷凝水流通通道。
2、按权利要求1所述的变截面容积式换热器，其特征在于冷却段换热管束各U型管组成的单路冷凝水流通通道结构为，保留冷却段换热管束中一个U型管的进口，该U型管的出口与另一冷却段U型管的进口相连，依此类推，最后保留最后一个U型管的出口，形成一整体的单路冷凝水流通通道。
3、按权利要求1所述的变截面容积式换热器，其特征在于多路冷凝水流通通道的结构是，保留冷却段换热管束两个或两个以上的U型管的进口，该两个或两个以上的U型管出口分别与其它的冷却段U型管进口对应相连，依此类推，最后保留最后两个或两个以上的U型管的出口，形成两个或两个以上的整体各自独立的多路冷凝水流通通道。
4、按权利要求1或2或3所述的变截面容积式换热器，其特征在于冷却段换热管束中各U型管的首尾连接通过弯头连通连接。
5、按权利要求1所述的变截面容积式换热器，其特征在于在换热管束与导流筒间设置1～2块水平或垂直壳程分程隔板。
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| CN103697747A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-04-02 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | U形管换热器弯管段强化传热装置及传热强化方法 |
| CN104450981A (zh) * | 2014-10-23 | 2015-03-25 | 广西智通节能环保科技有限公司 | 一种蔗汁加热器 |
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1999
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| CN103697747B (zh) * | 2013-12-23 | 2016-02-10 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | U形管换热器弯管段强化传热装置及传热强化方法 |
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