专利名称：气液两相流外循环式阻垢换热器的制作方法
技术领域：
本发明提供一种新型的气体换热器，特指一种气液两相流外循环式阻垢换热器，该换热器不仅能强化传热，而且无磨损，使用寿命长。可用于石油，化工，能源等工业领域的传热使用。
背景技术：
传统的换热器，一开始运行时，换热效率很高。但随着运行时间的增长，换热器壁面出现污垢，从而导致换热系数下降，影响换热效率。于是开发了一种循环流化床换热器，它主要特点是将流体和固体颗粒充分混合后，进入换热管束。依靠固体颗粒对换热管束的冲刷。洗垢作用，从而在一定程度上提高了换热效率。但这种换热器也存在不足之处，主要固体颗粒对换热管束的撞击磨损作用，颗粒相对壁面表面冲击角度大，或接近垂直，使壁面表面出现塑性变形或显微裂纹，经过颗粒的反复撞击，变形层脱落导致磨损量突升。另外，反复碰撞的结果使壁面表面疲劳破坏，随着时间的迁移，磨损量有增加的趋势。因此，换热面磨损问题是影响换热器长期运行的重要原因，它使换热器使用寿命缩短。同时，使用固体颗粒循环也大大增加了工作能耗，经济成本随之增加。
综上所述，现有换热器存在磨损大，使用寿命短，换热效率较低的问题。
发明内容
本发明目的是克服现有技术的缺点，提供一种新型的气液两相流外循环式阻垢换热器。该类型换热器应用锯齿型圆筒分离器有效地提高分离效率，满足工艺要求，具有无磨损，能耗低的优点。
该换热器为立式，其基本结构与普通立式换热器一致，由上、下管箱、换热管束及壳体组成，其特征是在下管箱内增设有气相均布装置，在上管箱内布置由锯齿型圆筒分离器和除沫器两部分组成的气液分离装置，同时由于上管箱体积要比普通立式换热器的要大，气液两相流进入后液体速度会降低也能达到气液分离的效果。上部液体出口为侧倾斜出口，顶部出口气相可以循环利用。在换热器底部侧面开设有进气通道，进气通道与气体均布器相连，使气泡均匀地分布至每根换热管内。换热器上管箱内装有锯齿型圆筒气液分离器，其锯齿部分具有破沫的作用，而且也增加了气液分离面积。充分换热的气液两相流在分离器内减速并经锯齿分离器分离，气相经除沫器后由顶部出口排出。整个换热器由上、下两封头密封，并由悬挂式支座支撑。
本发明的优点是(1)在结构布置方面，针对循环流化床换热器，在换热器底部侧面设有气体通道，通入气体，形成气液两相流动传热。气体在流动过程中，不断扰动换热壁面，增加流体的湍流度；同时气泡上升过程中由于破碎所产生的爆炸力不断拍打壁面，使污垢变得疏松而脱落，增大了传热系数，从而达到强化传热的目的。
(2)采用锯齿型出口结构，锯齿部分不仅具有破沫的作用，而且也增加了气液分离面积，提高了分离效率。
图1为本发明的外形结构示意图。
图2为本发明的剖视示意图。
1、气体出口 2、上封头 3、悬挂式支座 4、壳体 5、热介质出口6、气体通道口 7、下封头 8、冷介质进口 9、下管箱 10、冷介质出口11、上管箱 12、除沫器 13、锯齿形圆筒分离器 14、上管板 15、热介质入口 16、换热管 17、折流板 18、下管板 19、带均布器的气体通道具体实现方式下面结合结构示意图进一步对本发明进行描述。
液体从冷介质进口(8)进入换热器，热介质从热介质入口(15)进入换热器壳体(4)，在换热器底部侧面开设有气体通道口(6)，下管箱(9)内增设的进气通道(19)与气体均布器相连，待气体与液体充分混合后，在下管板(18)附近进入换热管(16)内。气体在上升过程中，一方面不断扰动边界层，使流体在较低流速下也能保持湍流，大大的强化了传热速率。另一方面由于运动上升，压降减小，气体转变成气泡，在周围的挤压力作用下破裂。它使管内中央的气体和液体混合得更加均匀，有利于传热。而在壁面附近处，它所产生的爆炸力拍打壁面，使污垢脱落，增大了传热系数，强化传热。而且破碎的小气泡吸附在壁面上，随着流体的流动，也能带走一部分污垢。上管箱(11)内装有气液分离装置，它由锯齿型圆筒分离器(13)和除沫器(12)两部分组成。充分换热的气液两相流流过上管板(14)后进入分离装置后减速并经锯齿形圆筒分离器分离，其中锯齿形圆筒分离器的锯齿部分不仅具有破沫的作用，而且也增加了气液分离面积，提高了分离效率。液体从分离器出口后，静压力降低，流过贮液器后经冷介质出口(10)排出。气体则经过顶部的除沫器，将气体中残余的液滴除去后从顶部气体出口(1)排出，并可循环使用。换热过程中所产生的冷凝液经折流板(17)后和热介质一起从热介质出口(5)流出换热器，完成工艺流程。整个换热器由上封头(2)、下封头(7)密封，并由悬挂式支座(3)支撑。
权利要求
1.气液两相流外循环式阻垢换热器，由上管箱(11)、下管箱(9)、换热管束(16)及壳体(4)组成，其特征是在换热器底部侧面开设有进气通道口(6)，并在下管箱内增设带气相均布装置的气体通道(19)；在上管箱内布置由锯齿型圆筒分离器(13)和除沫器(12)组成的气液分离装置；上部冷介质出口(10)为侧倾斜出口。
2.根据权利要求1所述的气液两相流外循环式阻垢换热器，由上封头(2)、下封头(7)密封，并由悬挂式支座(3)支撑。
全文摘要
本发明涉及一种新型的气体换热器，特指一种气液两相流外循环式阻垢换热器，可用于石油，化工，能源等工业领域的传热使用。换热器由上、下管箱、换热管束及壳体组成，其特征是在下管箱内增设有气相均布装置，在上管箱内增设有气液分离装置。上部液体出口为侧倾斜出口，顶部出口气相可以循环利用。在换热器底部侧面开设有进气通道，进气通道与气体均布器相连，换热器上管箱内装有锯齿型圆筒气液分离器，充分换热的气液两相流在分离器内减速并经锯齿分离器分离，气相经除沫器后由顶部出口排出。其传热效率高，无磨损，使用寿命长。
文档编号F28F13/00GK1786650SQ20051012301
公开日2006年6月14日 申请日期2005年12月13日 优先权日2005年12月13日
发明者张锁龙, 庞明军, 陈克平 申请人:江苏工业学院