一种陶瓷纤维套管换热器的制作方法

本发明涉及换热器领域，具体来讲是一种陶瓷纤维套管换热器。

背景技术：

套管式换热器是用两种尺寸不同的标准管连接而成同心圆套管，外面的叫壳程，内部的叫管程。两种不同介质可在壳程和管程内逆向流动(或同向)以达到换热的效果。作为一种类型的换热器，套管换热器可包括：内管，第一流体被引入该内管并在其中流动；以及设置为封围内管的外管，第二流体被引入外管并在其中流动。内管的侧壁可作为在第一流体与第二流体之间进行热交换的传热壁使用 在这种套管换热器中，第二流体与内管外壁之间的传热表面积可能较小，因此热交换效率很低。为了提高热交换效率，可以增大换热器的尺寸或套管的长度。然而由于体积的原因，难以增大换热器的尺寸或套管的长度。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提高一种陶瓷纤维套管换热器，相对于耐热金属制成的换热器，器成本大幅下降，耐热度更好，不易生锈。

本发明采用的技术方案如下：

本发明公开了一种陶瓷纤维套管换热器，其特征在于，包括烟气入口分流板，旋转换热装置、烟气管道、套管换热装置、进水管、出水管；

所述的烟气入口分流板和旋转换热装置连接，所述的旋转换热装置和烟气管道连接，烟气管道通过管道和套管换热装置连接，套管换热装置上面设有烟气出口通道；

所述的入口分离板包括烟气入口，所述的烟气入口方向上设有将烟气分流的分流板，分流板下端设有分流腔，分流腔和扩张烟气出口连接，扩张烟气出口的横截面大于烟气入口；

旋转换热装置分别和进水管和出水管连接。

作为改进，所述的旋转换热装置包括壳体、用于烟气通过的中心管道，所述的中心管道位于壳体的内部，所述的中心管道周围设有换热叶片，所述的换热叶片中空结构，所述的中心结构和中心管道连通，所述的中心管道和扩张烟气出口之间设有轴承结构，中心管道可以相对扩张烟气出口旋转；

所述的壳体左端和进水管连接，右端和出水管连接。

作为改进，扩张烟气出口和套管换热装置之间设有3个相同串联的旋转换热装置，每个旋转换热装置均和进水管和出水管连接；

所述的换热叶片上面设有凸块，所述的凸块中空结构，凸块的中空结构和换热叶片的中空结构连通。

作为改进，所述的套管换热装置包括管壳、位于管壳中间的冷凝管,所述的冷凝管和烟气管道连通，所述的冷凝管管壁上设有冷凝腔所述的冷凝腔的左端和进水管连通，冷凝腔的右端和出水管连通；

冷凝管和管壳之间为烟气过道，上端设有烟气出口通道。

作为改进，所述壳体由陶瓷纤维材料制成，所述陶瓷纤维包括AL2O3 100份、SiO2 50-100份、Zr2 10-20份，K2 O 0.2-1份、Na2O 0.2-1份、石墨烯0.2-1份，纳米石墨粉1-5份。

作为改进，所述的纳米石墨粉的粒径为10nm-200nm之间。

作为改进，所述肚饿壳体内部还设有纵向和横向交织分布的铜纤维，所述的铜纤维在喷丝后要经过后续的热处理工序，所述的热处理工序是在600℃-800℃下保温10分钟以上缓慢冷却，冷却方式为50℃/min。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

一、本发明在换热器计入套管换热器之前设有一种旋转换热装置,这种采用式换热装置的中心管可以绕轴旋转，增大了冷却水和换热叶片接触的面积，并且换热叶片上设有凸块，一方面增大换热面积，另一方面可以使得旋转换热中的水出现漩涡形态，提高换热效果；

二、本发明在烟气进入旋转换热装置前通过烟气入口分流装置进行分流，使得细管中的烟气能够在温度不升高的情况下过渡到扩张烟气管，降低了后续的吸热压力，也更好的保护了设备免遭高温烟气的损坏。

三、本发明公开的陶瓷纤维材料取得常用的金属纤维，并且这种陶瓷纤维相对于正常的陶瓷纤维，其性能保持不变的情况下，用量减少了20%以上，并且这种陶瓷纤维材料具有较好的韧性，换热器在使用震荡的过程当中，不容易产生裂缝，具有较好的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1旋转换热装置的放大图；

图中标记：1-烟气入口分流板，101-烟气入口，102-分流板，103-扩张烟气出口，104-分流腔，2-旋转换热装置，201-壳体，202-中心通道，203-换热叶片，204-凸块，3-烟气管道，4-套管换热装置，401-管壳，402-冷凝管，403-烟气出口通道，404-冷凝腔，5-进水管，6-出水管。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

具体实施例1：如图1、图2所示，本实施例公开了一种陶瓷纤维套管换热器，包括烟气入口分流板1，旋转换热装置2、烟气管道3、套管换热装置4、进水管5、出水管6；

所述的烟气入口分流板1和旋转换热装置2连接，所述的旋转换热装置2和烟气管道3连接，烟气管道3通过管道和套管换热装置4连接，套管换热装置4上面设有烟气出口通道403；

所述的入口分离板1包括烟气入口101，所述的烟气入口方向上设有将烟气分流的分流板102，分流板102下端设有分流腔104，分流腔104和扩张烟气出口103连接，扩张烟气出口103的横截面大于烟气入口101；

旋转换热装置2分别和进水管5和出水管6连接。

所述的旋转换热装置2包括壳体201、用于烟气通过的中心管道202，所述的中心管道202位于壳体的内部，所述的中心管道202周围设有换热叶片203，所述的换热叶片203中空结构，所述的中心结构和中心管道202连通，所述的中心管道202）和扩张烟气出口之间设有轴承结构，中心管道202可以相对扩张烟气出口旋转；

所述的壳体201左端和进水管5连接，右端和出水管6连接。

扩张烟气出口103和套管换热装置4之间设有3个相同串联的旋转换热装置2，每个旋转换热装置2均和进水管5和出水管6连接；

所述的换热叶片203上面设有凸块204，所述的凸块中空结构，凸块的中空结构和换热叶片203的中空结构连通。

所述的套管换热装置4包括管壳401、位于管壳401中间的冷凝管402,所述的冷凝管和烟气管道3连通，所述的冷凝管402管壁上设有冷凝腔404所述的冷凝腔的左端和进水管5连通，冷凝腔的右端和出水管6连通；

冷凝管402和管壳401之间为烟气过道，上端设有烟气出口通道403。

具体实施例2：如图1、图2所示，本实施例公开了一种陶瓷纤维套管换热器，包括烟气入口分流板1，旋转换热装置2、烟气管道3、套管换热装置4、进水管5、出水管6；

所述的烟气入口分流板1和旋转换热装置2连接，所述的旋转换热装置2和烟气管道3连接，烟气管道3通过管道和套管换热装置4连接，套管换热装置4上面设有烟气出口通道403；

所述的入口分离板1包括烟气入口101，所述的烟气入口方向上设有将烟气分流的分流板102，分流板102下端设有分流腔104，分流腔104和扩张烟气出口103连接，扩张烟气出口103的横截面大于烟气入口101；

旋转换热装置2分别和进水管5和出水管6连接。

所述的旋转换热装置2包括壳体201、用于烟气通过的中心管道202，所述的中心管道202位于壳体的内部，所述的中心管道202周围设有换热叶片203，所述的换热叶片203中空结构，所述的中心结构和中心管道202连通，所述的中心管道202）和扩张烟气出口之间设有轴承结构，中心管道202可以相对扩张烟气出口旋转；

所述的壳体201左端和进水管5连接，右端和出水管6连接。

扩张烟气出口103和套管换热装置4之间设有3个相同串联的旋转换热装置2，每个旋转换热装置2均和进水管5和出水管6连接；

所述的换热叶片203上面设有凸块204，所述的凸块中空结构，凸块的中空结构和换热叶片203的中空结构连通。

所述的套管换热装置4包括管壳401、位于管壳401中间的冷凝管402,所述的冷凝管和烟气管道3连通，所述的冷凝管402管壁上设有冷凝腔404所述的冷凝腔的左端和进水管5连通，冷凝腔的右端和出水管6连通；

冷凝管402和管壳401之间为烟气过道，上端设有烟气出口通道403。

所述壳体201由陶瓷纤维材料制成，所述陶瓷纤维包括AL2O3 100份、SiO2 50份、Zr₂ 10份，K₂ O 0.2份、Na₂O 0.2份、石墨烯0.2份，纳米石墨粉1份。

所述的纳米石墨粉的粒径为10nm。

所述肚饿壳体内部还设有纵向和横向交织分布的铜纤维，所述的铜纤维在喷丝后要经过后续的热处理工序，所述的热处理工序是在600℃下保温10分钟冷却，冷却方式为50℃/min。

具体实施例3：如图1、图2所示，本实施例公开了一种陶瓷纤维套管换热器，包括烟气入口分流板1，旋转换热装置2、烟气管道3、套管换热装置4、进水管5、出水管6；

所述的烟气入口分流板1和旋转换热装置2连接，所述的旋转换热装置2和烟气管道3连接，烟气管道3通过管道和套管换热装置4连接，套管换热装置4上面设有烟气出口通道403；

所述的入口分离板1包括烟气入口101，所述的烟气入口方向上设有将烟气分流的分流板102，分流板102下端设有分流腔104，分流腔104和扩张烟气出口103连接，扩张烟气出口103的横截面大于烟气入口101；

旋转换热装置2分别和进水管5和出水管6连接。

所述的旋转换热装置2包括壳体201、用于烟气通过的中心管道202，所述的中心管道202位于壳体的内部，所述的中心管道202周围设有换热叶片203，所述的换热叶片203中空结构，所述的中心结构和中心管道202连通，所述的中心管道202）和扩张烟气出口之间设有轴承结构，中心管道202可以相对扩张烟气出口旋转；

所述的壳体201左端和进水管5连接，右端和出水管6连接。

扩张烟气出口103和套管换热装置4之间设有3个相同串联的旋转换热装置2，每个旋转换热装置2均和进水管5和出水管6连接；

所述的换热叶片203上面设有凸块204，所述的凸块中空结构，凸块的中空结构和换热叶片203的中空结构连通。

所述的套管换热装置4包括管壳401、位于管壳401中间的冷凝管402,所述的冷凝管和烟气管道3连通，所述的冷凝管402管壁上设有冷凝腔404所述的冷凝腔的左端和进水管5连通，冷凝腔的右端和出水管6连通；

冷凝管402和管壳401之间为烟气过道，上端设有烟气出口通道403。

所述壳体201由陶瓷纤维材料制成，所述陶瓷纤维包括AL2O3 100份、SiO2 100份、Zr2 20份，K₂O 1份、Na₂O 1份、石墨烯1份，纳米石墨粉5份。

所述的纳米石墨粉的粒径为200nm。

所述肚饿壳体内部还设有纵向和横向交织分布的铜纤维，所述的铜纤维在喷丝后要经过后续的热处理工序，所述的热处理工序是在800℃下保温10分钟以上缓慢冷却，冷却方式为50℃/min。

具体实施例4：如图1、图2所示，本实施例公开了一种陶瓷纤维套管换热器，包括烟气入口分流板1，旋转换热装置2、烟气管道3、套管换热装置4、进水管5、出水管6；

所述的烟气入口分流板1和旋转换热装置2连接，所述的旋转换热装置2和烟气管道3连接，烟气管道3通过管道和套管换热装置4连接，套管换热装置4上面设有烟气出口通道403；

所述的入口分离板1包括烟气入口101，所述的烟气入口方向上设有将烟气分流的分流板102，分流板102下端设有分流腔104，分流腔104和扩张烟气出口103连接，扩张烟气出口103的横截面大于烟气入口101；

旋转换热装置2分别和进水管5和出水管6连接。

所述的旋转换热装置2包括壳体201、用于烟气通过的中心管道202，所述的中心管道202位于壳体的内部，所述的中心管道202周围设有换热叶片203，所述的换热叶片203中空结构，所述的中心结构和中心管道202连通，所述的中心管道202）和扩张烟气出口之间设有轴承结构，中心管道202可以相对扩张烟气出口旋转；

所述的壳体201左端和进水管5连接，右端和出水管6连接。

扩张烟气出口103和套管换热装置4之间设有3个相同串联的旋转换热装置2，每个旋转换热装置2均和进水管5和出水管6连接；

所述的换热叶片203上面设有凸块204，所述的凸块中空结构，凸块的中空结构和换热叶片203的中空结构连通。

所述的套管换热装置4包括管壳401、位于管壳401中间的冷凝管402,所述的冷凝管和烟气管道3连通，所述的冷凝管402管壁上设有冷凝腔404所述的冷凝腔的左端和进水管5连通，冷凝腔的右端和出水管6连通；

冷凝管402和管壳401之间为烟气过道，上端设有烟气出口通道403。

所述壳体201由陶瓷纤维材料制成，所述陶瓷纤维包括AL2O3 100份、SiO2 80份、Zr2 15份，K2 O0.5份、Na2O 0.8份、石墨烯0.8份，纳米石墨粉3份。

所述的纳米石墨粉的粒径为100nm之间。

所述肚饿壳体内部还设有纵向和横向交织分布的铜纤维，所述的铜纤维在喷丝后要经过后续的热处理工序，所述的热处理工序是在700℃下保温50分钟缓慢冷却，冷却方式为50℃/min。

具体实施例5：如图1、图2所示，本实施例公开了一种陶瓷纤维套管换热器，包括烟气入口分流板1，旋转换热装置2、烟气管道3、套管换热装置4、进水管5、出水管6；

所述的烟气入口分流板1和旋转换热装置2连接，所述的旋转换热装置2和烟气管道3连接，烟气管道3通过管道和套管换热装置4连接，套管换热装置4上面设有烟气出口通道403；

所述的入口分离板1包括烟气入口101，所述的烟气入口方向上设有将烟气分流的分流板102，分流板102下端设有分流腔104，分流腔104和扩张烟气出口103连接，扩张烟气出口103的横截面大于烟气入口101；

旋转换热装置2分别和进水管5和出水管6连接。

所述的旋转换热装置2包括壳体201、用于烟气通过的中心管道202，所述的中心管道202位于壳体的内部，所述的中心管道202周围设有换热叶片203，所述的换热叶片203中空结构，所述的中心结构和中心管道202连通，所述的中心管道202）和扩张烟气出口之间设有轴承结构，中心管道202可以相对扩张烟气出口旋转；

所述的壳体201左端和进水管5连接，右端和出水管6连接。

扩张烟气出口103和套管换热装置4之间设有3个相同串联的旋转换热装置2，每个旋转换热装置2均和进水管5和出水管6连接；

所述的换热叶片203上面设有凸块204，所述的凸块中空结构，凸块的中空结构和换热叶片203的中空结构连通。

所述的套管换热装置4包括管壳401、位于管壳401中间的冷凝管402,所述的冷凝管和烟气管道3连通，所述的冷凝管402管壁上设有冷凝腔404所述的冷凝腔的左端和进水管5连通，冷凝腔的右端和出水管6连通；

冷凝管402和管壳401之间为烟气过道，上端设有烟气出口通道403。

所述壳体201由陶瓷纤维材料制成，所述陶瓷纤维包括AL2O3 100份、SiO2 50份、Zr₂ 20份，K₂O 0.2份、Na₂O 1份、石墨烯0.2份，纳米石墨粉5份。

所述的纳米石墨粉的粒径为10nm之间。

所述肚饿壳体内部还设有纵向和横向交织分布的铜纤维，所述的铜纤维在喷丝后要经过后续的热处理工序，所述的热处理工序是在800℃下保温10分钟以上缓慢冷却，冷却方式为50℃/min。

具体实施例6：如图1、图2所示，本实施例公开了一种陶瓷纤维套管换热器，包括烟气入口分流板1，旋转换热装置2、烟气管道3、套管换热装置4、进水管5、出水管6；

所述的烟气入口分流板1和旋转换热装置2连接，所述的旋转换热装置2和烟气管道3连接，烟气管道3通过管道和套管换热装置4连接，套管换热装置4上面设有烟气出口通道403；

所述的入口分离板1包括烟气入口101，所述的烟气入口方向上设有将烟气分流的分流板102，分流板102下端设有分流腔104，分流腔104和扩张烟气出口103连接，扩张烟气出口103的横截面大于烟气入口101；

旋转换热装置2分别和进水管5和出水管6连接。

所述的旋转换热装置2包括壳体201、用于烟气通过的中心管道202，所述的中心管道202位于壳体的内部，所述的中心管道202周围设有换热叶片203，所述的换热叶片203中空结构，所述的中心结构和中心管道202连通，所述的中心管道202）和扩张烟气出口之间设有轴承结构，中心管道202可以相对扩张烟气出口旋转；

所述的壳体201左端和进水管5连接，右端和出水管6连接。

扩张烟气出口103和套管换热装置4之间设有3个相同串联的旋转换热装置2，每个旋转换热装置2均和进水管5和出水管6连接；

所述的换热叶片203上面设有凸块204，所述的凸块中空结构，凸块的中空结构和换热叶片203的中空结构连通。

所述的套管换热装置4包括管壳401、位于管壳401中间的冷凝管402,所述的冷凝管和烟气管道3连通，所述的冷凝管402管壁上设有冷凝腔404所述的冷凝腔的左端和进水管5连通，冷凝腔的右端和出水管6连通；

冷凝管402和管壳401之间为烟气过道，上端设有烟气出口通道403。

所述壳体201由陶瓷纤维材料制成，所述陶瓷纤维包括AL2O3 100份、SiO₂ 100份、Zr₂ 10份，K₂O 1份、Na₂O 0.2份、石墨烯1份，纳米石墨粉1-5份。

所述的纳米石墨粉的粒径为200nm之间。

所述肚饿壳体内部还设有纵向和横向交织分布的铜纤维，所述的铜纤维在喷丝后要经过后续的热处理工序，所述的热处理工序是在600℃下保温10分钟以上缓慢冷却，冷却方式为50℃/min。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。