一种列管换热器的制造方法

文档序号:10509412
一种列管换热器的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种列管换热器。它包括筒状外壳、管板,筒状外壳两端的壳壁上分别有高温烟气进、出口。筒状外壳两端分别有空气进、出口。其特点是管板含有两个外管板和两个内管板,外、内管板上的管孔相对应。一个外管板与相邻内管板上的相应管孔间均连有不锈钢管,另一个外管板与相邻内管板上的相应管孔间均连有碳钢管。两个内管板外侧处的筒状外壳上均有开口,两开口外面有罩子,使得不锈钢管所在的筒状外壳内腔与碳钢管所在的筒状外壳内腔间相连通。开口及罩子处于高温烟气进口的同一侧。这种列管换热器,换热效率高,使用寿命长。适用于利用天然气、燃煤或燃油燃烧后的高温烟气来对空气进行加热。
【专利说明】
一种列管换热器
技术领域
[0001]本发明涉及一种换热器。具体说,是利用天然气、燃煤或燃油燃烧后的高温烟气来对空气进行加热的串联式列管换热器。
【背景技术】
[0002]天然气、燃煤或燃油燃烧后排出的烟气温度高达1000°C左右,如果不加以回收利用,会造成能源的浪费。因此,人们都采用列管换热器来对排出的高温烟气进行回收利用。传统的列管换热器都是单体式列管换热器,这种单体式列管换热器包括筒状外壳,筒状外壳两端的壳壁上分别加工有高温烟气进口和高温烟气出口,所述高温烟气进口和高温烟气出口分别位于筒状外壳对侧的壳壁上。状外壳两端均有锥形盖,两锥形盖的大端分别与筒状外壳的两端连接在一起,远离高温烟气出口的那个锥形盖的小端上有空气进口,邻近高温烟气进口的那个锥形盖的小端上有空气出口。筒状外壳两端均设置有管板,管板上均布有管孔,两管板上的管孔相对应,相应的两个管板上的管孔间均连有换热管。其中,所述筒状外壳、管板大都是碳钢制品,而换热管既有使用碳钢管的,也有使用不锈钢管的。如果换热管采用不锈钢管,可耐高温腐蚀。但由于不锈钢管传热系数小,会降低换热器的换热效率。如果换热管采用碳钢管,由于碳钢管的传热系数大,可大大提高换热器的换热效率。但由于碳钢管耐高温腐蚀性能差,会大大缩短换热器的使用寿命。
[0003]由于传统的列管换热器都是单体式列管换热器,换热管两端与管板间的连接是胀接加焊接,换热过程中,外壳机管板温度较低,而列管温度较高,管板与列管的热膨胀量不同,从而使管板对列管产生压力,使得列管与管板间的焊缝在高温下强度降低而裂开。因此,传统的列管换热器容易损坏,使用寿命不长。
[0004]又由于从空气进口进入的空气直接送入列管进行换热,空气在列关内流动时不易与列管的管壁接触,使得换热效果很不充分,这样一来,也会降低换热器的换热效率。

【发明内容】

[0005]本发明要解决的问题是提供一种列管换热器。这种列管换热器,换热效率高,使用寿命长。
[0006]本发明要解决的上述问题由以下技术方案实现:
本发明的列管换热器包括筒状外壳、管板,筒状外壳两端的壳壁上分别有高温烟气进口和高温烟气出口,所述高温烟气进口和高温烟气出口分别位于筒状外壳对侧的壳壁上。筒状外壳两端分别有空气进口和空气出口。其特点是所述管板含有两个外管板和两个内管板,两个外管板分别位于筒状外壳的两端,两个内管板均位于筒状外壳的纵向近似中间处,且两个内管板间留有间距。所述外管板和内管板上的管孔相对应。一个外管板与相邻内管板上的相应管孔间均连有不锈钢管,另一个外管板与相邻内管板上的相应管孔间均连有碳钢管。所述高温烟气进口开在邻近不锈钢管一侧的那个外管板内侧的相应筒状外壳壳壁上,高温烟气出口开在邻近碳钢管一侧的那个外管板内侧的相应筒状外壳壳壁上。两个内管板外侧处的筒状外壳上均有便于高温烟气通过的开口,两开口外面有用于罩住两个开口的罩子,使得不锈钢管所在的筒状外壳内腔与碳钢管所在的筒状外壳内腔间相连通。所述开口及罩子处于高温烟气进口的同一侧。
[0007]本发明的进一步改进方案是,邻近不锈钢管外端的那个外管板内侧的不锈钢管间有隔热层。
[0008]本发明的进一步改进方案是,碳钢管外端内均有螺旋状导流件。
[0009]本发明的进一步改进方案是,不锈钢管里端内不锈钢管里端内均有螺旋状导流件。
[0010]本发明的进一步改进方案是,两个内管板分别与其相邻的外管板间均有导流板。
[0011]本发明的更进一步改进方案是,空气进口所在的那个锥形盖小端连有短圆管,短圆管的外端呈封闭状,所述空气进口开在短圆管的管壁上,且空气进口与短圆管内壁间呈切向布置。
[0012]由上述方案可以看出,由于所述管板含有两个外管板和两个内管板,两个外管板分别位于筒状外壳的两端,两个内管板均位于筒状外壳的纵向近似中间处,且两个内管板间留有间距。所述外管板和内管板上的管孔相对应。一个外管板与相邻内管板上的相应管孔间均连有不锈钢管,另一个外管板与相邻内管板上的相应管孔间均连有碳钢管。所述高温烟气进口开在邻近不锈钢管一侧的那个外管板内侧的相应筒状外壳壳壁上,高温烟气出口开在邻近碳钢管一侧的那个外管板内侧的相应筒状外壳壳壁上。两个内管板外侧处的筒状外壳上均有便于高温烟气通过的开口,两开口外面有用于罩住两个开口的罩子,使得不锈钢管所在的筒状外壳内腔与碳钢管所在的筒状外壳内腔间相连通。所述开口及罩子处于高温烟气进口的同一侧。
[0013]采用这种结构,使得本发明由两个列管换热器串联而成,在高温环境下的那个换热器中的换热管采用不锈钢管,而由于不锈钢管具有耐高温腐蚀性能,可避免换热管的高温氧化。在低温环境下的那个换热器中的换热管采用碳钢管,而由于碳钢管的传热系数大,可提高换热器的换热效率。因此,采用本发明,不仅提高了换热器的换热效率,延长了换热器的使用寿命,还降低了设备制造成本。
[0014]由于在邻近不锈钢管外端的那个外管板内侧的不锈钢管间设置有隔热层,由隔热层把高温烟气与管板和不锈钢管的连接处隔离开来,避免了管板与不锈钢管间的焊缝在高温下强度降低而裂开的情况发生,从而延长了换热器的使用寿命。
[0015]又由于在碳钢管外端内和不锈钢管里端内均设置有螺旋状导流件,使得气体在不锈钢管和谈钢管内流动过程中,与碳钢管内壁和不锈钢管内壁接触更充分,从而进一步提高了换热器的换热效率。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的列管换热器结构示意图;
图2是图1的I点放大示意图;
图3是图1的J点放大示意图;
图4是图1俯视不意图。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示,本发明的列管换热器包括筒状外壳6、管板,筒状外壳6两端的壳壁上分别有高温烟气进口 3和高温烟气出口 12,所述高温烟气进口 3和高温烟气出口 12分别位于筒状外壳6对侧的壳壁上。筒状外壳6两端均设置有锥形盖11,两锥形盖11的大端分别与筒状外壳6的两端间呈密封状焊接在一起,远离高温烟气出口 12的那个锥形盖11的小端上加工有空气进口 9,邻近高温烟气进口 12的那个锥形盖11的小端上加工有空气出口 I。
[0018]所述管板含有两个外管板2和两个内管板7,两个外管板2分别位于筒状外壳6的两端,两个内管板7均位于筒状外壳6的纵向近似中间处,且两个内管板7间留有间距。所述外管板2和内管板7上均匀地加工有管孔,外管板2和内管板7上的管孔相对应。一个外管板2与相邻内管板7上的相应管孔间均呈密封状连有不锈钢管5,另一个外管板2与相邻内管板7上的相应管孔间均呈密封状连有碳钢管8。所述高温烟气进口 3开在邻近不锈钢管5—侧的那个外管板2内侧的相应筒状外壳6壳壁上,高温烟气出口 12开在邻近碳钢管8—侧的那个外管板2内侧的相应筒状外壳6壳壁上。
[0019]两个内管板7外侧处的筒状外壳6上均加工有便于高温烟气通过的开口16,两开口16外面罩有用于罩住两个开口 16的罩子15,且罩子15的口部四周与筒状外壳6间呈密封状焊接在一起。使得不锈钢管5所在的筒状外壳6内腔与碳钢管8所在的筒状外壳6内腔间相连通。其中,所述开口 16及罩子15处于高温烟气进口3的同一侧。
[0020]如图3所示,为便于把高温烟气与管板和不锈钢管5的连接处隔离开来,避免管板与不锈钢管5间的焊缝在高温下强度降低而裂开的情况发生,延长换热器的使用寿命。在邻近不锈钢管5外端的那个外管板2内侧的不锈钢管5间设置有隔热层14。
[0021]如图2所示,为使气体在不锈钢管5和碳钢管8内流动过程中,与碳钢管8内壁和不锈钢管5内壁接触更充分,进一步提高换热器的换热效率。在碳钢管8外端内和不锈钢管5里端内均设置有螺旋状导流件13。所述螺旋状导流件13为弹簧。
[0022]为延长高温烟气在筒状外壳6内的停留时间,提高换热效率,两个内管板7分别与其相邻的外管板2间均设置有导流板4。所述导流板4的上部边沿与筒状外壳6的内壁间呈密封状连接在一起,所述导流板4的下边与筒状外壳6相应处间留有用作高温烟气通道的间距。使得高温烟气从高温烟气进口进入由相应外管板2与导流板4间形成的间距,并流过所述间距后进入由该导流板4与相应内管板7构成的另一间距。
[0023]为了使碳钢管8受气更加均匀,进一步提高换热器的换热效率,在空气进口9所在的那个锥形盖11小端连有短圆管10,短圆管10的外端呈封闭状,所述空气进口 9开在短圆管10的管壁上,且空气进口 9与短圆管10内壁间呈切向布置,使得空气先呈切向进入空气进口9内,再呈切向导入换热器内。
[0024]工作时,高温烟气从高温烟气进口3依次进入由不锈钢管5外端的那个外管板2与相邻的那个导流板4之间的间距、该导流板4下边与筒状外壳6内侧面间的流道、罩子15及开口 16构成的流道进入由碳钢管8里端的那个内管板7与相邻导流板4之间的间距、该导流板4下边与筒状外壳6内侧面间的流道,最后从高温烟气出口 12排出。
【主权项】
1.一种列管换热器,包括筒状外壳(6)、管板,筒状外壳(6)两端的壳壁上分别有高温烟气进口(3)和高温烟气出口(12),所述高温烟气进口(3)和高温烟气出口(12)分别位于筒状外壳(6)对侧的壳壁上;筒状外壳(6)两端分别有空气进口(9)和空气出口(I);其特征在于所述管板含有两个外管板(2)和两个内管板(7),两个外管板(2)分别位于筒状外壳(6)的两端,两个内管板(7)均位于筒状外壳(6)的纵向近似中间处,且两个内管板(7)间留有间距;所述外管板(2)和内管板(7)上的管孔相对应;一个外管板(2)与相邻内管板(7)上的相应管孔间均连有不锈钢管(5),另一个外管板(2)与相邻内管板(7)上的相应管孔间均连有碳钢管(8);所述高温烟气进口(3)开在邻近不锈钢管(5)—侧的那个外管板(2)内侧的相应筒状外壳(6)壳壁上,高温烟气出口(12)开在邻近碳钢管(8)—侧的那个外管板(2)内侧的相应筒状外壳(6)壳壁上;两个内管板(7)外侧处的筒状外壳(6)上均有便于高温烟气通过的开口(16),两开口(16)外面有用于罩住两个开口(16)的罩子(15),使得不锈钢管(5)所在的筒状外壳(6)内腔与碳钢管(8)所在的筒状外壳(6)内腔间相连通;所述开口(16)及罩子(15)处于高温烟气进口(3)的同一侧。2.权利要求1所述的列管换热器,其特征在于邻近不锈钢管(5)外端的那个外管板(2)内侧的不锈钢管(5)间有隔热层(14)。3.权利要求2所述的列管换热器,其特征在于碳钢管(8)外端内均有螺旋状导流件(13)。4.权利要求3所述的列管换热器,其特征在于不锈钢管(5)里端内均有螺旋状导流件(13)。5.权利要求1?4中任一项所述的列管换热器,其特征在于两个内管板(7)分别与其相邻的外管板(2)间均有导流板(4)。6.权利要求1?4中任一项所述的列管换热器,其特征在于空气进口(9)所在的那个锥形盖(11)小端连有短圆管(10),短圆管(10)的外端呈封闭状,所述空气进口(9)开在短圆管(10)的管壁上,且空气进口(9)与短圆管(10)内壁间呈切向布置。7.权利要求5所述的列管换热器,其特征在于空气进口(9)所在的那个锥形盖(11)小端连有短圆管(10),短圆管(10)的外端呈封闭状,所述空气进口(9)开在短圆管(10)的管壁上,且空气进口(9)与短圆管(10)内壁间呈切向布置。
【文档编号】F28F9/00GK105865232SQ201610328695
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】沈光易, 龚建达
【申请人】无锡华精新材股份有限公司
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