一种组合式纯钛换热器装置的制作方法

文档序号:11232489阅读:595来源:国知局

本发明涉及船用换热器领域,具体涉及一种组合式纯钛换热器装置。



背景技术:

在船舶及海洋工程领域中,需要设置大量专门的冷却水换热器对所有船用机械和电气设备包括各类泵、电动阀、风机、压缩机、轴承、蒸汽轮机、推进电机等进行冷却,换热功率高。但传统冷却水换热器还存在以下缺陷:

一是传统冷却水换热器需与被冷却用户一对一配置,以保证冷却效果,而船舶、潜艇或浮动平台等由于自身空间和承载能力有限,无法布置大量冷却水换热器,从而单个冷却水换热器无法供数量较多的冷却用户在正常工作温度下工作。

其次,冷却水换热器是利用海水为热阱(低温热源),通过换热管传热冷却各设备的,其换热管内长期被海水浸泡,其腐蚀和冲刷特别严重,存在换热管损坏失效的较大隐患。为此,船舶冷却水换热器的换热管一般采用铜合金材料,并专门设置防蚀锌板抵消海水对铜管的腐蚀效应。但常规铜合金冷却水换热器结构复杂,防蚀锌板需定期更换,影响使用。

第三,传统冷却水换热器中导流管无支撑跨距为较长,在冷却过程中易产生流体诱导振动,使导流管出现磨损甚至断裂。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种组合式纯钛换热器装置,该装置能够在狭小的空间内利用多个独立分隔的冷却管束组件,确保多用户的同时冷却效果。

为达到以上目的,本发明采取的技术方案是:

一种组合式纯钛换热器装置,包括:

水室,包括相对设置的进水室和出水室,所述进水室和出水室均与一海水接管连通,所述进水室和出水室由第一纵隔板分隔;

至少两组冷却管束组件,每组冷却管束组件包括筒体和相对设于所述筒体两端的管板,所述筒体上设有至少两个用于连接冷却水用户的接管,各组冷却管束组件通过所述管板顺次相连,所述筒体内沿所述筒体轴向设置有多条导流管,所述筒体上顺所述筒体径向间隔设有至少两块折流板,所述折流板和所述管板上均设有可供所述导流管穿过的通孔;

封头,所述封头设于所述冷却管束组件与所述水室相对的一端,所述封头与所述冷却管束组件末端管板相连,形成连通所有导流管末端的封闭空间;

所述水室、各组所述冷却管束组件和所述封头首尾顺次相连。

在上述技术方案的基础上,所述折流板为单弓形结构。

在上述技术方案的基础上,相邻的两块所述折流板相对设置,各位于所述筒体内部一侧。

在上述技术方案的基础上,所述冷却管束组件内设有第二纵隔板,所述第二纵隔板固设于所述管板上,所述第二纵隔板位于所述冷却管束组件中轴线上。

在上述技术方案的基础上,所述折流板包括固设于所述筒体上的第一折流板和固设于所述第二纵隔板上的第二折流板,所述第一折流板和所述第二折流板间隔设置。

在上述技术方案的基础上,每组冷却管束组件上的所有所述接管连接同一个冷却水用户。

在上述技术方案的基础上,每组冷却管束组件上设有两个接管,所述两个接管设置于筒体相对的两侧。

在上述技术方案的基础上,每组冷却管束组件上设有两个接管,所述两个接管各位于所述筒体同侧一端。

在上述技术方案的基础上,所述接管内设有防冲板。

在上述技术方案的基础上,所述水室、冷却管束组件和封头均由钛制成。

与现有技术相比,本发明的优点在于:

(1)本发明的组合式纯钛换热器装置通过对冷却管束组件独立分隔设计,能够减小船体换热器的空间限制和承载能力要求,从而能够在狭小的空间内利用海水确保大量被冷却用户的冷却效果,使其保持正常工作温度。

(2)本发明的组合式纯钛换热器装置包括装置构件紧凑,提高壳程流体的流速,增加冷却液湍动程度,并使壳程流体垂直冲刷管束,换热效率高。

(3)本发明的组合式纯钛换热器装置采用纯钛组合材料制造,耐海水腐蚀性强,制造工艺成熟,制造难度低,非常适用于船舶及海洋工程应用。

(4)本发明的组合式纯钛换热器装置通过将冷却管束组件独立分隔设置,加强了装置筒体对导流管的支撑,降低了冷却过程中的流体诱导振动,提升了换热器寿命。

附图说明

图1为本发明实施例中组合式纯钛换热器装置的结构示意图。

图中:1-水室,2-第一冷却管束组件,3-封头,4-第二冷却管束组件,11-进水室,12-出水室,13-第一纵隔板,14-海水接管,21-筒体,22-管板,23-接管,24-导流管,25-折流板,26-防冲板,27-第二纵隔板。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示,本发明实施例提供一种组合式纯钛换热器装置,包括:

水室1,包括相对设置的进水室11和出水室12,进水室11和出水室12均与一海水接管14连通,进水室11和出水室12由第一纵隔板13分隔;至少两组冷却管束组件,每组冷却管束组件包括筒体21和相对设于筒体两端的管板22,筒体21上设有至少两个用于连接冷却水用户的接管23,各组冷却管束组件通过管板22顺次相连,筒体21内沿筒体21轴向设置有多条导流管24,筒体21上顺筒体21径向间隔设有至少两块折流板25,折流板25和管板22上均设有可供导流管24穿过的通孔;封头3,封头3设于冷却管束组件与水室1相对的一端,封头3与冷却管束组件末端管板22相连,形成连通所有导流管24末端的封闭空间;水室1、各组冷却管束组件和封头3首尾顺次相连。

折流板25的结构可根据实际需求进行选择,如可选为单弓形结构,使得壳程具有较高的传热膜系数,但带来较大的压降;或选为双弓形结构,大大降低折流板25带来的压降,但同时降低传热膜系数。在满足壳侧压降设计条件前提下,通过适当增加折流板25高度和减少其间距,使壳侧流体尽可能的以横向流的方式通过导流管24,以提高壳侧换热系数。

可将相邻的两块折流板25相对设置,各位于筒体内部一侧,即将折流板25设置为如图所示形态,使用户冷却水进入换热器时行进形成涡流,使其充分与导流管24进行接触,提高换热效率。

可在冷却管束组件内设有第二纵隔板27,第二纵隔板27固设于管板22上,第二纵隔板27位于冷却管束组件中轴线上,同时,在设置折流板25时,可将折流板25分为两种,包括固设于筒体上的第一折流板和固设于第二纵隔板上的第二折流板,第一折流板和第二折流板间隔设置。

可将每组冷却管束组件上的所有接管23连接同一个冷却水用户,以提高换热效率,减少每个冷却水用户使用的冷却管束组件的体积,从而减少整个换热器装置体积。

冷却管束组件上接管的设置位置可根据实际需求进行设置,例如可如图1中第一冷却管束组件2所示,在冷却管束组件上设置两个接管23,两个接管23设置于筒体21相对的两侧;也可如图1中第二冷却管束组件4所示,在每组冷却管束组件上设置两个接管21,两个接管21各位于筒体一端。

可在接管内设有防冲板26,防止外部接管23的大流量流体对换热器内导流管24表面直接冲刷,减少换热器使用寿命。

可将本发明组合式纯钛换热器装置的所有部件,包括水室1、冷却管束组件和封头3均使用纯钛组合材料制造,其耐海水腐蚀性强,制造工艺成熟,制造难度低,非常适用于船舶及海洋工程应用。

本发明的工作原理如下:

海水自海水接管12流入进水室11上部,经第一冷却管束组件2的上部导流管24流入封头3封闭空间折返回流,再经下部导流管24,流回出水室12,经海水接管12流出;需冷却系统用户ⅰ的冷却水由接管23流入第一冷却管束组件2下部,经多个折流板25和第二纵隔板27的折流,由接管23上管流出,冷却水通过第一冷却管束组件2中的导流管24由海水换热冷却;需冷却系统用户ⅱ冷却水由接管23右管流入第二冷却管束组件4,若系统用户ⅱ冷却水流量较大,可设置防冲板26,冷却水进入冷却管束组件4后经多个折流板25的折流,由接管23左管流出,冷却水通过第二冷却管束组件4中的导流管24由海水换热冷却。

由于本发明的组合式纯钛换热器装置对冷却管束组件独立分隔设计,每一个冷却管束组件可承担一个冷却水用户的冷却需求,使得本发明能够减小船体换热器的空间限制和承载能力要求,从而能够在狭小的空间内利用海水确保大量被冷却用户的冷却效果,使各用户保持正常工作温度。

本发明中所述的冷却水用户包括海洋环境条件下船用机械和电气设备等。

本发明不局限于上述实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

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