本發(fā)明屬于化工換熱設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于鄰氯苯甘氨酸生產(chǎn)的熱交換設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、熱交換設(shè)備，是化學(xué)工業(yè)中常見的一類設(shè)備，化學(xué)工業(yè)中通常會采用熱交換設(shè)備來為核心工藝單元提供能量和將原料、中間產(chǎn)品和終產(chǎn)品加熱或冷卻到規(guī)定溫度，提高生產(chǎn)效率、提高能效、降低化工過程的能耗。在鄰氯苯甘氨酸的工業(yè)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會涉及到對料液和介質(zhì)的加熱或者冷卻，因此換熱設(shè)備是生產(chǎn)鄰氯苯甘氨酸的必要設(shè)備。

2、最常見的熱交換設(shè)備是管式換熱器，其結(jié)構(gòu)包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)側(cè)的換熱管，進(jìn)行熱交換的兩種介質(zhì)分別流經(jīng)換熱管的內(nèi)外兩側(cè)，從而通過換熱管的管壁實現(xiàn)熱交換。

3、現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題在于：

4、現(xiàn)有的管式換熱器中，換熱管的兩端各連接有一塊管板，換熱管的兩端通過兩塊管板與管式換熱器的殼體固定連接。同時，生產(chǎn)鄰氯苯甘氨酸時采用的是大型管式換熱器，其內(nèi)部的換熱管的長度尺寸較大，由此導(dǎo)致?lián)Q熱管內(nèi)部清洗困難、換熱管振顫磨損等問題。

5、另外，現(xiàn)有技術(shù)中，在換熱管長度尺寸較大時，需要在殼體上設(shè)置膨脹節(jié)，以避免換熱管熱脹冷縮后應(yīng)力過于集中，而膨脹節(jié)的設(shè)置會顯著削弱殼體的承壓能力。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用于鄰氯苯甘氨酸生產(chǎn)的熱交換設(shè)備，在不降低管式換熱器的換熱效果和不增加空間占用的情況下，通過對現(xiàn)有的管式換熱器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，降低換熱管的清洗難度，減緩換熱管振顫磨損，同時避免在殼體上設(shè)置膨脹節(jié)，以避免膨脹節(jié)削弱殼體的承壓能力。

2、本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于鄰氯苯甘氨酸生產(chǎn)的熱交換設(shè)備，包括殼體、換熱管、管板和封頭，換熱管位于殼體的內(nèi)側(cè)，管板同時固定連接在殼體的端部和各換熱管的端部，殼體的端部與管板對應(yīng)設(shè)置有封頭，各換熱管的內(nèi)部空間均與封頭的內(nèi)側(cè)空間連通，換熱管內(nèi)的通道及與其兩端相貫通處稱為管程，換熱管外的通道及與其相貫通處稱為殼程，分別流經(jīng)管程和殼程的兩種流體通過換熱管的管壁實現(xiàn)換熱；

3、還包括分流箱；

4、所述殼體共有兩段，兩段殼體中各有一個端部固定連接在所述分流箱上，兩段殼體內(nèi)各設(shè)置有一組換熱管，換熱管的兩端分別與分流箱和殼體端部的管板連接，并且，換熱管內(nèi)部空間分別與所述封頭內(nèi)部空間和分流箱內(nèi)部空間連通；

5、分流箱的內(nèi)部設(shè)置有隔板，隔板將分流箱內(nèi)部分隔出相互獨立的進(jìn)料腔和出料腔，進(jìn)料腔的外側(cè)設(shè)置有管流體入口，出料腔的外側(cè)設(shè)置有管流體出口，每組換熱管中，各有換熱管與進(jìn)料腔或出料腔連通，從而通過兩段殼體內(nèi)的兩組換熱管將進(jìn)料腔和出料腔連通；

6、所述殼體的外側(cè)設(shè)置有殼流體入口和殼流體出口。

7、作為優(yōu)選方案，兩段所述殼體的軸線重合，即兩段殼體分別連接在所述分流箱的兩側(cè)。

8、作為優(yōu)選方案，兩段所述殼體的軸線互成90度夾角。

9、作為優(yōu)選方案，兩段所述殼體的外側(cè)各設(shè)置有一個殼流體入口和一個殼流體出口。

10、作為優(yōu)選方案，兩段所述殼體的外側(cè)共設(shè)置有一個殼流體入口和一個殼流體出口，且殼流體入口和殼流體出口分別設(shè)置在兩段殼體上；

11、所述分流箱內(nèi)設(shè)置有用于連通兩段殼體內(nèi)部空間的連通管。

12、作為優(yōu)選方案，所述隔板只有一塊，隔板在分流箱內(nèi)橫向設(shè)置，隔板上下兩側(cè)的空間分別為所述進(jìn)料腔和出料腔，采用該方式設(shè)置隔板，能夠?qū)啥螝んw內(nèi)的兩組換熱管并聯(lián)在所述進(jìn)料腔和出料腔之間。

13、作為優(yōu)選方案，所述隔板共有兩塊，兩塊隔板將所述分流箱的內(nèi)部空間分隔成三個獨立空間，其中兩個獨立空間分別為所述進(jìn)料腔和出料腔，第三個獨立空間是連通腔；

14、兩段殼體內(nèi)的兩組換熱管中，每組換熱管中各有一半數(shù)量的換熱管與均與所述連通腔連通，每組換熱管中各自剩余的另一半數(shù)量的換熱管分別與進(jìn)料腔和出料腔連通；

15、采用上述方式設(shè)置隔板，能夠?qū)啥螝んw內(nèi)的兩組換熱管串聯(lián)在所述進(jìn)料腔和出料腔之間。

16、作為優(yōu)選方案，所述分流箱包括箱體和通道轉(zhuǎn)換器，殼體和換熱管均連接在所述箱體上，箱體的頂部設(shè)置有開口，通道轉(zhuǎn)換器通過該開口插入箱體內(nèi)，并通過緊固件固定；

17、所述隔板以及隔板分隔出的各腔室均設(shè)置在通道轉(zhuǎn)換器內(nèi)部。

18、作為優(yōu)選方案，所述箱體上加工有與換熱管的端部對應(yīng)的階梯狀通孔，換熱管的端部穿過該階梯狀通孔；

19、換熱管的端部加工有翻邊結(jié)構(gòu)，翻邊結(jié)構(gòu)的一側(cè)抵靠在所述階梯狀通孔的階梯面上，翻邊結(jié)構(gòu)的另一側(cè)設(shè)置有密封環(huán)；

20、所述通道轉(zhuǎn)換器上朝向換熱管端部的面為斜面，對應(yīng)地，密封環(huán)上朝向所述通道轉(zhuǎn)換器的一側(cè)加工有斜面，通道轉(zhuǎn)換器向所述箱體內(nèi)插入過程中，箱體上的斜面擠壓密封環(huán)，繼而實現(xiàn)通道轉(zhuǎn)換器與換熱管之間的密封。

21、本發(fā)明對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，產(chǎn)生了如下幾方面效果：

22、1、本發(fā)明將管式換熱器中的殼體和換熱管由一組變?yōu)閮山M，相當(dāng)于把現(xiàn)有長度的換熱管截為兩段，通過這樣的設(shè)計將換熱管縮短，繼而在不降低換熱效果和不增加空間占用的情況下，降低了換熱管的清洗難度，減緩了換熱管振顫磨損，同時避免在殼體上設(shè)置膨脹節(jié)，以避免膨脹節(jié)削弱殼體的承壓能力。

23、另外，現(xiàn)有技術(shù)中，由于存在裝配困難，管式換熱器是無法設(shè)置成90度彎折形狀的，而本發(fā)明中，兩段殼體可以分別連接在分流箱上互成90度夾角的兩個面上，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)障礙，使得管式換熱器的整體形狀可以通過更換分流箱實現(xiàn)靈活變化，同時使得與管式換熱器相連接的管線布局更緊湊，有利于對安裝空間進(jìn)行適配和靈活布局。

24、2、本發(fā)明中，分流箱上設(shè)置有可拆裝更換的通道轉(zhuǎn)換器，所述隔板以及隔板分隔出的各腔室均設(shè)置在通道轉(zhuǎn)換器內(nèi)部。通過更換隔板結(jié)構(gòu)不同的通道轉(zhuǎn)換器，能夠使得兩段殼體中的兩組換熱管在串聯(lián)和并聯(lián)之間切換，從而在其它工況不變的情況下，改變換熱管內(nèi)的流體在換熱管內(nèi)的停留時間，實現(xiàn)對管式換熱器的換熱性能指標(biāo)的顯著調(diào)整。調(diào)整換熱性能指標(biāo)的意義在于:

25、安裝或更換管式換熱器時需要土木施工，且施工過程繁瑣。管式換熱器的性能指標(biāo)顯著變化后,在無需更換管式換熱器的情況下(只需更換通道轉(zhuǎn)換器),便可較快地使換熱性能和其它生產(chǎn)環(huán)節(jié)和生產(chǎn)參數(shù)重新匹配，以便整套生產(chǎn)設(shè)備可以快速轉(zhuǎn)產(chǎn)生產(chǎn)條件相似、換熱性能要求不同的其它產(chǎn)品。

26、3、本申請在分流箱內(nèi)設(shè)置了可拆卸的通道轉(zhuǎn)換器，在此結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用分流箱的外側(cè)的斜面來壓緊密封環(huán)實現(xiàn)密封，為可拆卸連接，便于換熱管的更換。

技術(shù)特征：

1.一種應(yīng)用于鄰氯苯甘氨酸生產(chǎn)的熱交換設(shè)備，包括殼體（6）、換熱管（7）、管板（5）和封頭（1），換熱管（7）位于殼體（6）的內(nèi)側(cè)，管板（5）同時固定連接在殼體（6）的端部和各換熱管（7）的端部，殼體（6）的端部與管板（5）對應(yīng)設(shè)置有封頭（1），各換熱管（7）的內(nèi)部空間均與封頭（1）的內(nèi)側(cè)空間連通，換熱管（7）內(nèi)的通道及與其兩端相貫通處稱為管程，換熱管（7）外的通道及與其相貫通處稱為殼程，分別流經(jīng)管程和殼程的兩種流體通過換熱管（7）的管壁實現(xiàn)換熱，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于鄰氯苯甘氨酸生產(chǎn)的熱交換設(shè)備，其特征在于：兩段所述殼體（6）的軸線重合，即兩段殼體（6）分別連接在所述分流箱（13）的兩側(cè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于鄰氯苯甘氨酸生產(chǎn)的熱交換設(shè)備，其特征在于：兩段所述殼體（6）的軸線互成90度夾角。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于鄰氯苯甘氨酸生產(chǎn)的熱交換設(shè)備，其特征在于：兩段所述殼體（6）的外側(cè)各設(shè)置有一個殼流體入口（4）和一個殼流體出口（9）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于鄰氯苯甘氨酸生產(chǎn)的熱交換設(shè)備，其特征在于：兩段所述殼體（6）的外側(cè)共設(shè)置有一個殼流體入口（4）和一個殼流體出口（9），且殼流體入口（4）和殼流體出口（9）分別設(shè)置在兩段殼體（6）上；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于鄰氯苯甘氨酸生產(chǎn)的熱交換設(shè)備，其特征在于：所述隔板（3）只有一塊，隔板（3）在分流箱（13）內(nèi)橫向設(shè)置，隔板（3）上下兩側(cè)的空間分別為所述進(jìn)料腔（11）和出料腔（12），采用該方式設(shè)置隔板（3），能夠?qū)啥螝んw（6）內(nèi)的兩組換熱管（7）并聯(lián)在所述進(jìn)料腔（11）和出料腔（12）之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于鄰氯苯甘氨酸生產(chǎn)的熱交換設(shè)備，其特征在于：所述隔板（3）共有兩塊，兩塊隔板（3）將所述分流箱（13）的內(nèi)部空間分隔成三個獨立空間，其中兩個獨立空間分別為所述進(jìn)料腔（11）和出料腔（12），第三個獨立空間是連通腔；

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7中任意一項所述的一種應(yīng)用于鄰氯苯甘氨酸生產(chǎn)的熱交換設(shè)備，其特征在于：所述分流箱（13）包括箱體和通道轉(zhuǎn)換器（14），殼體（6）和換熱管（7）均連接在所述箱體上，箱體的頂部設(shè)置有開口，通道轉(zhuǎn)換器（14）通過該開口插入箱體內(nèi)，并通過緊固件固定；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種應(yīng)用于鄰氯苯甘氨酸生產(chǎn)的熱交換設(shè)備，其特征在于：所述箱體上加工有與換熱管（7）的端部對應(yīng)的階梯狀通孔，換熱管（7）的端部穿過該階梯狀通孔；

技術(shù)總結(jié)
一種應(yīng)用于鄰氯苯甘氨酸生產(chǎn)的熱交換設(shè)備，涉及化工換熱設(shè)備領(lǐng)域，包括殼體、換熱管、管板和封頭，還包括分流箱；所述殼體共有兩段，兩段殼體中各有一個端部固定連接在所述分流箱上，兩段殼體內(nèi)各設(shè)置有一組換熱管，換熱管的兩端分別與分流箱和殼體端部的管板連接；分流箱的內(nèi)部設(shè)置有隔板，隔板將分流箱內(nèi)部分隔出相互獨立的進(jìn)料腔和出料腔。本發(fā)明將管式換熱器中的換熱管由一組變?yōu)閮山M，相當(dāng)于把現(xiàn)有長度的換熱管截為兩段，通過這樣的設(shè)計將換熱管縮短，繼而在不降低換熱效果和不增加空間占用的情況下，降低了換熱管的清洗難度，減緩了換熱管振顫磨損，同時避免在殼體上設(shè)置膨脹節(jié)，以避免膨脹節(jié)削弱殼體的承壓能力。

技術(shù)研發(fā)人員：劉靜,劉永強,李威威
受保護(hù)的技術(shù)使用者：黑龍江泰納科技集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14