專利名稱:變截面容積式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種熱交換設(shè)備,尤其是一種容積式或半容積式的熱交換設(shè)備。
傳統(tǒng)型的容積式或半容積式換熱器由罐體、進水管、出水管、換熱管束、管箱、熱媒進口、熱媒出口等組成,其換熱效果差,容積利用率低,所需設(shè)備數(shù)量多、投資大、占地面積大。
中國專利892154497“四行程容積式換熱器”、912243279“立式容積式換熱器”、932193862“半容積式換熱器”及932402062“導(dǎo)流多行程容積式換熱器”,采用增設(shè)管程分程隔板、折流板和弧形導(dǎo)流罩的方法,使換熱效果顯著提高,但仍存在需進一步改進之處。
其一、在熱媒為蒸汽時,由于蒸汽與其冷凝水的管程流通截面積相同,且冷凝液的流量較蒸汽流量小的多,因而在冷卻段換熱管內(nèi)冷凝液的流速很低,管內(nèi)流體膜傳熱系數(shù)小,故換熱器冷卻段總傳熱系數(shù)K小。上述專利型的容積式或半容積式換熱器,雖然通過冷凝液的冷卻可節(jié)能15%,但回收這部分熱量所需的換熱面積(即冷卻段的換熱面積)約占總換熱面積的45%。
其二,當(dāng)熱媒為低溫?zé)崴畷r,由于上述專利型產(chǎn)品的換熱器結(jié)構(gòu)為殼側(cè)1程,管側(cè)2程或2n程,按其熱媒及被加熱水的設(shè)計進、出口溫度得出的、計算有效平均溫差的修正系數(shù)F僅為0.74~0.82。一方面經(jīng)濟上不合理,另一方面若操作溫度略有變化,F(xiàn)值就可能急劇下降,這樣將影響操作的穩(wěn)定性。
本實用新型的目的是提供一種改進的變截面容積式換熱器,使熱媒(蒸汽)冷凝液在管程冷卻段的流速顯著提高,被加熱水在殼程沿軸向往返流動,提高溫差修正系數(shù),從而提高總傳熱系數(shù)、換熱量及操作穩(wěn)定性,節(jié)省投資和能源。
本實用新型的技術(shù)解決方案一種變截面容積式換熱器,它由立式或臥式罐體和換熱器組成,其中換熱器由導(dǎo)流筒、換熱管束、折流板、管箱構(gòu)成,換熱管束為多根U型管,其上套裝有折流板,它們一同安置在導(dǎo)流筒內(nèi),換熱管束外端與管板相連接,導(dǎo)流筒開口端通過法蘭與管箱連接為一體,并將管板夾固在它們中間,導(dǎo)流筒位于罐體內(nèi),其上設(shè)有進水口和出水口,管箱位于罐體外,其上設(shè)有熱媒進口和熱媒出口,其內(nèi)設(shè)有分程隔板,罐體上設(shè)有出水口,其特征在于對應(yīng)管箱熱媒出口附近位置的冷卻段換熱管束,其各U型管的管口以單路或多路依次首尾連通連接,形成冷卻段整體的單路或多路冷凝水流通通道。
本實用新型的變截面多殼程容積式換熱器的優(yōu)點熱媒為蒸汽時,由于冷凝液只能在換熱管束冷卻段的1根或數(shù)根管內(nèi)流動,流速大,使冷卻段的總傳熱系數(shù)提高3倍左右,因而冷卻段的換熱面積可減少70%,冷卻段換熱面積占總換熱面積的比例可減少到20%。熱媒為低溫?zé)崴畷r,由于在換熱管束與導(dǎo)流筒間設(shè)置1~2塊水平或直殼程分程隔板,因而使溫差修正系數(shù)提高到0.95~0.98,換熱量可提高17%~30%,且操作穩(wěn)定性好。本實用新型適用于工業(yè)與民用的熱水供應(yīng)系統(tǒng)。
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型的變截面容積式換熱器作進一步描述
圖1為臥式變截面容積式換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為立式變截面容積式換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3是
圖1、2的A-A剖面示意圖;圖4是
圖1、2的B-B放大剖面示意圖。
如
圖1-4,本實用新型由立式或臥式罐體1和換熱器2組成,其中換熱器2由導(dǎo)流筒3、換熱管束4、折流板5、管箱6構(gòu)成,換熱管束4為多根U型管,其上套裝有折流板5,它們一同安置在導(dǎo)流筒3內(nèi),換熱管束4外端與管板7相連接,導(dǎo)流筒3開口端通過法蘭8與管箱6連接為一體,并將管板7夾固在它們中間,導(dǎo)流筒3位于罐體1內(nèi),其上設(shè)有進水口9和出水口10,管箱6位于罐體1外,其上設(shè)有熱媒進口11和熱媒出口12,其內(nèi)設(shè)有分程隔板13,罐體1上設(shè)有出水口14,上述換熱管束4外端連接在管板7上后,就使得各U型管的進出口分布在管箱側(cè)的管板7上,本實用新型的特點是對應(yīng)管箱6熱媒出口12附近位置的冷卻段換熱管束4,其各U型管的管口以單路或多路依次首尾連通連接,形成冷卻段整體的單路或多路冷凝水流通通道。
本實用新型中,冷卻段換熱管束4各U型管組成的單路冷凝水流通通道結(jié)構(gòu)為,保留冷卻段換熱管束4中一個U型管的進口,該U型管的出口與另一冷卻段U型管的進口相連,依此類推,最后保留最后一個U型管的出口,形成一整體的單路冷凝水流通通道,圖4所示的即為這種情況。
多路冷凝水流通通道的結(jié)構(gòu)是,保留冷卻段換熱管束4兩個或兩個以上的U型管的進口,該兩個或兩個以上的U型管出口分別與其它的冷卻段U型管進口對應(yīng)相連,依此類推,最后保留最后兩個或兩個以上的U型管的出口,形成兩個或兩個以上的整體各自獨立的多路冷凝水流通通道。多路通道的數(shù)目視冷凝液流量的大小及管程壓力降大小而定。這樣,當(dāng)熱媒為蒸汽時,就能有選擇地使蒸汽冷凝水在單路或多路流通通道中的各U型管內(nèi)多次往返流動,故流速大大提高,使冷卻段的總傳熱系數(shù)也大大提高。
本實用新型中,冷卻段換熱管束4中各U型管的首尾連接可通過彎頭16連通連接,也可通過其它連接件連通連接。
本實用新型的變截面多殼程容積式換熱器換熱工作過程如下熱媒為蒸汽時由熱媒進口11進入管箱6后,借助管程分程隔板13,經(jīng)過4~6次往返流過換熱管束4冷凝段后全部被冷凝為冷凝液,而后冷凝液流入單路或多路冷凝水流通通道內(nèi)以較高流速多次往返,通過管壁將熱量傳給換熱管束4外、導(dǎo)流筒3內(nèi)的冷水。熱媒為低溫?zé)崴畷r,在換熱管束4與導(dǎo)流筒3間設(shè)置1~2塊水平或垂直殼程分程隔板15,使被加熱水在導(dǎo)流筒3內(nèi)沿軸向多次往返流動。被加熱水從進水口9進入導(dǎo)流筒3內(nèi),在殼程分程隔板15的下部空間繞折流板5多次橫向往返沖刷換熱管束4,流至導(dǎo)流筒3的另一端后,經(jīng)由殼程分程隔板15上的開孔17,流入殼程分程隔板15的上部空間,繼續(xù)繞折流板15的上部空間,繼續(xù)繞折流板5多次橫向往返沖刷換熱管束4,憑借殼程分程隔板15在導(dǎo)流筒3內(nèi)沿軸向多次往返,充分吸收熱媒通過管壁傳出的熱量而變?yōu)闊崴俳?jīng)導(dǎo)流筒3上的出水口10流入罐體1內(nèi),然后由罐體出水口14流出。
權(quán)利要求1.一種變截面容積式換熱器,它由立式或臥式罐體和換熱器組成,其中換熱器由導(dǎo)流筒、換熱管束、折流板、管箱構(gòu)成,換熱管束為多根U型管,其上套裝有折流板,它們一同安置在導(dǎo)流筒內(nèi),換熱管束外端與管板相連接,導(dǎo)流筒開口端通過法蘭與管箱連接為一體,并將管板夾固在它們中間,導(dǎo)流筒位于罐體內(nèi),其上設(shè)有進水口和出水口,管箱位于罐體外,其上設(shè)有熱媒進口和熱媒出口,其內(nèi)設(shè)有分程隔板,罐體上設(shè)有出水口,其特征在于對應(yīng)管箱熱媒出口附近位置的冷卻段換熱管束,其各U型管的管口以單路或多路依次首尾連通連接,形成冷卻段整體的單路或多路冷凝水流通通道。
2.按權(quán)利要求1所述的變截面容積式換熱器,其特征在于冷卻段換熱管束各U型管組成的單路冷凝水流通通道結(jié)構(gòu)為,保留冷卻段換熱管束中一個U型管的進口,該U型管的出口與另一冷卻段U型管的進口相連,依此類推,最后保留最后一個U型管的出口,形成一整體的單路冷凝水流通通道。
3.按權(quán)利要求1所述的變截面容積式換熱器,其特征在于多路冷凝水流通通道的結(jié)構(gòu)是,保留冷卻段換熱管束兩個或兩個以上的U型管的進口,該兩個或兩個以上的U型管出口分別與其它的冷卻段U型管進口對應(yīng)相連,依此類推,最后保留最后兩個或兩個以上的U型管的出口,形成兩個或兩個以上的整體各自獨立的多路冷凝水流通通道。
4.按權(quán)利要求1或2或3所述的變截面容積式換熱器,其特征在于冷卻段換熱管束中各U型管的首尾連接通過彎頭連通連接。
5.按權(quán)利要求1所述的變截面容積式換熱器,其特征在于在換熱管束與導(dǎo)流筒間設(shè)置1~2塊水平或垂直殼程分程隔板。
專利摘要本實用新型涉及一種容積式或半容積式熱交換設(shè)備,它由立式或臥式罐體和換熱器組成,其中換熱器由導(dǎo)流筒、換熱管束、折流板、管箱構(gòu)成,換熱管束為多根U型管,它們一同安置在導(dǎo)流筒內(nèi),導(dǎo)流筒位于罐體內(nèi),其上設(shè)有進水口和出水口,管箱位于罐體外,其上設(shè)有熱媒進口和熱媒出口,罐體上設(shè)有出水口,其特征在于對應(yīng)管箱熱媒出口附近位置的冷卻段換熱管束,其各U型管的管口以單路或多路依次首尾連通連接,形成冷卻段整體的單路或多路冷凝水流通通道。
文檔編號F28D7/12GK2372651SQ99228570
公開日2000年4月5日 申請日期1999年6月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月10日
發(fā)明者王蘭生 申請人:江蘇雙良鍋爐有限公司