專利名稱：密閉腔式換熱器的制作方法
密閉腔式換熱器技術領域?qū)贌崮芙粨Q技術領域，確切地說是一種涉及液一液換熱和管內(nèi)反應技術。
背景技術：
當前，管殼式換熱器作為一種成熟的、規(guī)范的承壓換熱設備應用工業(yè)的各個領 域。但是現(xiàn)有的冷熱流體間壁式換熱結構決定了其具有如下固有缺點對于液-液 換熱器，殼程的傳熱系數(shù)通常較低，致使總傳熱系數(shù)不高，如加大換熱面積，則 設備成本提高；對于殼程承受高壓的管殼式換熱器，由于殼體的直徑較大，使得 殼體厚度加大，增加了換熱器成本；在低品位能源回收領域，由于傳熱溫差較小， 管殼式換熱器的效率更加低下；在溫度控制方面，如工藝流體出口溫度控制和 換熱管內(nèi)進行物理或化學反應的場合，傳統(tǒng)的管殼式換熱器表現(xiàn)為溫度響應滯后， 且控制難度較大。此外，現(xiàn)有管殼式換熱器的種種強化傳熱措施都大大增加了其 制造難度和設備成本。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種結構簡單、成本低、傳熱效率高，而且可以根據(jù)工藝的需要 快速靈活地調(diào)節(jié)加熱流體或冷卻流體出口溫度的密閉腔式換熱器。本發(fā)明采取的技術方案密閉腔式換熱器，包含真空密閉腔體、換熱管束、工作介質(zhì)和用作流體通道 的罩殼，其方案是孔板與水平圓柱殼體兩端四周密封，冷流體換熱管束和熱流 體換熱管束穿過孔板并密封，組成一個腔體；冷流體換熱管束位于腔體的上部空 間，熱流體換熱管束位于腔體的下部空間；真空狀的密閉腔內(nèi)充有工作介質(zhì)；冷、 熱流體換熱管束的內(nèi)腔與兩端的帶接管的罩殼相通，分別構成獨立的流體通道； 圓柱殼體的外下方焊有安裝支座，其密閉腔可有多種結構形式。其結構形式之一是單體密閉腔式換熱器;其結構形式之二是雙體密閉腔式換熱器； 其結構形式之三是叁體密閉腔式換熱器;罩殼與真空密閉腔之間可采用法蘭連接， 或者焊接連接。冷、熱流體換熱管束的兩端在焊接管板的外側，可以由U型彎頭 將各自相鄰換熱管相互連接，分別構成冷、熱流體的通道。冷流體換熱管束和 熱流體換熱管束,之間可掛有絲網(wǎng)吸液芯。熱流體換熱管束，在其內(nèi)可以插入電加 熱棒作為熱源。實施本發(fā)明后的積極效果是由于密閉腔內(nèi)沒有多余的部件，故而結構簡單，同時冷、熱流體均走管內(nèi)，可 以承受高壓而不至于增加殼體厚度，達到節(jié)約成本的目的。密閉腔內(nèi)為相變傳熱， 因此冷、熱流體管束外側具有較高的傳熱系數(shù)，通過合理對管箱分程設置冷、熱 流體的流速，或者采取管道內(nèi)側強化傳熱措施，即可實現(xiàn)整臺換熱器的高效傳熱。 工作時，密閉腔內(nèi)工作介質(zhì)處于飽和狀態(tài)，并維持一個穩(wěn)定的工作壓力和溫度， 當調(diào)整冷、熱流體任何一方的流量時，腔內(nèi)工作介質(zhì)的溫度和壓力會迅速地進行 相應調(diào)整，從而可以方便地控制另一側流體的出口溫度。簡言之，該換熱器非傳統(tǒng)意義的管殼式換熱器，具有結構簡單、成本低、熱 響應快、熱控制方便、傳熱效率高，節(jié)能效果顯著。通過選擇合適的設備材料和 工作介質(zhì)，該換熱器可應用于低、中、高溫度傳熱的場合。


圖l是本發(fā)明的單體密閉腔換熱器剖面結構2是圖1的A""A剖視3是本發(fā)明的多體密閉腔換熱器剖面結構4是圖3的雙體密閉腔換熱器B—B剖視5是圖3的叁體密閉腔換熱器B—B剖視6是，發(fā)明單體換熱器另一實施例的剖面結構示意圖具體實施方式
現(xiàn)結合附圖對本發(fā)明作進一步說明密閉腔式換熱器，包含真空密閉腔體、換熱管束、工作介質(zhì)和用作流體通道的 罩殼，其結構是孔板5與水平圓柱殼體7兩端四周密封，冷流體換熱管束8和熱流體換熱管束10穿過孔板5并密封，組成一個腔體；冷流體換熱管束8位于腔 體的上部空間、熱流體換熱管束10位于腔體的下部空間；真空狀的密閉腔內(nèi)充有 工作介質(zhì)lh冷、熱流體換熱管束的內(nèi)腔與兩端的帶接管的罩殼2相通，分別 構成獨立的流體通道；圓柱殼體7的外下方焊有安裝支座12，其密閉腔可有多種 結構形式。其結構形式之一是單體密閉腔式換熱器冷流體換熱管束8、熱流體換 熱管束10和工作介質(zhì)H處在同一圓柱密閉腔體內(nèi)，冷、熱流體換熱管束內(nèi)腔的兩端與帶隔板3的罩殼相通構成各自通道。其結構形式之二是雙體密閉腔式換熱器冷流體換熱管束8和熱流體換熱管束10分別處在上、下圓柱密閉腔體內(nèi)，兩腔體間由連通管13密封溝通，工作介質(zhì)處在下方腔體內(nèi)，冷、熱流體換熱管束內(nèi)腔的兩端各自與獨立的罩殼相通構成相應通道。其結構形式之三是叁體密閉腔式換熱器冷流體換熱管束8位于上方圓柱密閉腔體內(nèi)，兩組熱流體換熱管束10分 別位于下方兩個平行的密閉腔體內(nèi)，三個腔體間由蒸汽上升管16,冷凝液回流管 14,工作介質(zhì)連通管15相接連通，構成叁體密閉腔。所述的工作介質(zhì)ll其使用條 件是介質(zhì)工作溫度為30—250t可采用蒸餾水；低于30t的低溫場合，采用氨、 氮或氟里昂；高于250t的中高溫場合，采用導熱姆、汞、鉀或鈉；工作介質(zhì)的填 充量應滿足2/3以上的熱流體換熱管束10浸泡在工作介質(zhì)11構成的液池內(nèi)。所 述的罩殼2,可以通過罩殼法蘭4與密閉腔上的法蘭管板與螺栓連接,也可以直接 與密閉腔上的焊接管板6焊接連接。所述的冷流體換熱管束8和熱流體換熱管束 10的兩端在焊接管板6的外側，可以由U型彎頭18將各自相鄰換熱管相互連接， 分別構成冷、熱流體的通道。所述的冷流體換熱管束8和熱流體換熱管束10，兩者 之間可掛有絲網(wǎng)吸液芯9。所述的熱流體換熱管束10,在其內(nèi)可以插入電加熱棒17 作為熱源?，F(xiàn)對工作原理作一說明當換熱器工作時，冷、熱流體分別流經(jīng)一端的罩殼進入相應的換熱管束內(nèi)， 并從另一端的罩殼流出。密閉腔內(nèi)的工作介質(zhì)吸收熱流體放出的熱量后汽化為蒸 汽并上升到腔體上部，蒸汽在冷流體管道外壁釋放出汽化潛熱變?yōu)槔淠海淠?液在重力的作用下回落到腔體液池內(nèi)，如此循環(huán)，從而實現(xiàn)冷、熱流體間的熱量 傳遞。
權利要求
1. 密閉腔式換熱器，包含真空密閉腔體、換熱管束、工作介質(zhì)和用作流體通道的罩殼，其特征是孔板(5)與水平放置的圓柱殼體(7)兩端四周密封，冷流體換熱管束(8)和熱流體換熱管束(10)穿過孔板(5)并密封，組成一個腔體；冷流體換熱管束(8)位于腔體的上部空間、熱流體換熱管束(10)位于腔體的下部空間；真空狀的密閉腔內(nèi)充有工作介質(zhì)(11)；冷、熱流體換熱管束的內(nèi)腔與兩端的帶接管(1)的罩殼(2)相通，分別構成獨立的流體通道；圓柱殼體(7)的外下方焊有安裝支座(12)；其密閉腔可有多種結構形式。
2.根據(jù)權利要求1所述的密閉腔式換熱器，其特征是所述的多種結構形式，其 結構形式之一是單體密閉腔式換熱器冷流體換熱管束(8)、熱流體換熱管束(10)和工作介質(zhì)(11)處在同一圓柱密閉腔體內(nèi)，冷、熱流體換熱管束內(nèi)腔 的兩端與帶隔板(3)的罩殼相通構成各自通道。
3.根據(jù)權利要求l所述的密閉腔式換熱器，其特征是所述的多種結構形式,其 結構形式之二是雙體密閉腔式換熱器冷流體換熱管束(8)和熱流體換熱管束(IO)各自處在上、下圓柱密閉腔體內(nèi)，兩腔體間由連通管(13)密封溝通，工作介質(zhì)處在下方腔體內(nèi)，冷、熱流體換熱管束內(nèi)腔的兩端各自與獨立的罩殼相通 構成相應的通道。
4.根據(jù)權利要求1所述的密閉腔式換熱器，其特征是所述的多種結構形式， 其結構形式之三是叁體密閉腔式換熱器冷流體換熱管束(8)位于上方圓柱密 閉腔體內(nèi)，兩組熱流體換熱管束(10)分別位于下方兩個平行的密閉腔體內(nèi)，三個腔體間由蒸汽上升管(16)，冷凝液回流管(14)，工作介質(zhì)連通管(15)相接連通，構成叁體密閉腔。
5.根據(jù)權利要求1所述的密閉腔式換熱器，其特征是所述的工作介質(zhì)(ll)其使用條件是介質(zhì)工作溫度為30—250t可采用蒸餾水；低于30°C的低溫場合， 采用氨、氮或氟里昂；高于250。C的中高溫場合，采用導熱姆、汞、鉀或鈉； 工作介質(zhì)的填充量應滿足2/3以上的熱流體換熱管束(10)浸泡在工作介質(zhì)(11) 構成的液池內(nèi)。
6.根據(jù)權利要求1所述的密閉腔式換熱器，其特征是所述的罩殼(2)，可以通過罩殼法蘭(4)與密閉腔上的法蘭管板(5)螺栓連接；也可以直接與密閉腔上 的焊接管板(6)焊接連接。
7，根據(jù)權利要求1所述的密閉腔式換熱器，其特征是所述的冷流體換熱管束(8)和熱流體換熱管束(10)的兩端在焊接管板(6)的外側，可以由U型彎頭(18)將各自相鄰換熱管相互連接，分別構成冷、熱流體的通道。
8，根據(jù)權利要求1所述的密閉腔式換熱器，其特征是所述的冷流體換熱管束(8)和熱流體換熱管束(10)，兩者之間可掛有絲網(wǎng)吸液芯(9)。
9，根據(jù)權利要求1所述的密閉腔式換熱器，其特征是所述的熱流體換熱管束(10)，在其內(nèi)可以插入電加熱棒(17)作為熱源。
全文摘要
密閉腔式換熱器，屬熱能交換技術領域。其特點是孔板與水平放置的圓柱殼體兩端四周密封，冷流體換熱管束和熱流體換熱管束穿過孔板并密封，組成一個腔體；冷、熱流體換熱管束分別位于腔體的上部和下部空間；真空狀的密閉腔內(nèi)充有工作介質(zhì)；冷、熱流體換熱管束的內(nèi)腔與兩端的帶接管的罩殼相通，分別構成獨立的流體通道；圓柱殼體的外下方焊有安裝支座，其密閉腔可有多種結構形式，可以是單體的，雙體的，或叁體的；實施本發(fā)明后的積極效果是該換熱器非傳統(tǒng)意義的管殼式換熱器，具有結構簡單，熱響應快、熱控制方便，傳熱效率高，節(jié)能效果顯著?？蓱糜诘?、中、高溫度傳熱場合；是一個很實用的發(fā)明。
文檔編號F28D7/00GK101245971SQ200710039328
公開日2008年8月20日 申請日期2007年4月10日 優(yōu)先權日2007年4月10日
發(fā)明者馬永錫 申請人:馬永錫