一种管板式换热器的制造方法

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一种管板式换热器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及换热器技术领域,特别涉及一种管板式换热器。
【背景技术】
[0002]为实现热能的回收利用,石油化工行业中焚烧炉后一般会设置烟气余热回收装置实现烟气和冷空气的热交换,将冷空气加热后再进入焚烧炉中燃烧,提高助燃温度。目前余热回收装置根据不同的结构或传热方式分为管式换热器、回转式换热器和板式换热器。由于结构限制,管式换热器的换热效率较低、为实现特定的换热效率需要增大换热器的体积。板式换热器虽然换热效率较高,但是对板材的制造和安装要求很高、制造工艺复杂;而且板式换热器可能存在空气向烟气侧泄漏的问题,导致一定的能量损失。如何通过设计良好的换热器结构,在保证换热效率的前提下进一步提高制造工艺的复杂程度是本领域人员需要解决的技术问题。
【实用新型内容】
[0003]为进一步提高换热效率,本实用新型提供了一种新的换热器。
[0004]本实用新型提供一种管板式换热器,包括壳体、设置在所述壳体两侧并与所述壳体密封的安装板、多个两端密封固定在所述安装板上的换热管板;所述壳体上具有烟气通孔;所述换热管板截面具有长边和短边;所述长边平行于所述管板式换热器的烟气流向;所述短边具有曲线段;所述安装板上具有与所述换热管板外尺寸配合的、用于安装所述换热管板的空气通孔。
[0005]通过将换热器设置成管板式的且管板式换热器的短边有曲线段,可提高换热器的有效换热面积并增加高温烟气的平流特性,形成更好的换热接触、提高换热效果;由于采用换热管板且换热管板具有曲线段,方便了换热管板的加工。
[0006]可选的,所述短边由位于中间的直线段和位于所述直线段两侧的弧线段组成;所述弧线段与所述长边连接。
[0007]可选的,所述短边为平滑过渡的弧线段。
[0008]可选的,所述安装板可拆卸地安装在所述壳体上。
[0009]可选的,所述换热管板和所述安装板焊接密封或粘接密封。
[0010]可选的,还具有安装于所述壳体内、用于支撑所述换热管板的支撑板;所述支撑板上具有所述换热管板通过的通孔。
[0011]由于换热管板的长度相对其截面宽度较大,设置支撑板在中间区域支撑换热管板,可防止换热管板在长期静力载荷作用下发生弯折损坏,以及破坏两侧与安装板的密封效果。
[0012]可选的,多个所述换热管板呈矩阵排列。
[0013]可选的,所述换热管板上两个所述长边外侧的距离小于相邻所述换热管板相邻的所述长边形成的烟气通道的宽度。
[0014]可选的,所述换热管板的壁厚为0.5mm-30.0mm。
[0015]可选的,所述换热管板为金属、高硅硼玻璃、搪玻璃、陶瓷、碳化硅中的一种。
【附图说明】
[0016]图1为从安装板方向观察本实用新型实施例管板式换热器示意图;
[0017]图2为平行于换热管板方向观察本实用新型实施例管板式换热器截面示意图;
[0018]图3为本实用新型实施例管板式换热器中一种换热管板示意图;
[0019]图4为本实用新型实施例管板式换热器中另一种换热管板示意图。
[0020]图中:1_壳体、2-安装板、3-换热管板、31-长边、32-短边;4-支撑板。
【具体实施方式】
[0021]为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0022]图1和图2为本实用新型实施例管板式换热器的两个方向的示意图。从图中可看出本实施例中管板式换热器包括壳体1、设置在壳体I两侧并与壳体I密封连接的安装板2、两端密封设置在安装板2上的换热管板3。可从图1中看出,安装板2上设置了多个安装换热管板3的空气通孔;换热管板3穿过两个安装板2上对应设置的空气通孔设置在安装板2上、并与安装板2密封连接。壳体I上还具有烟气通孔供高温烟气的流入和流出。如此设置,通过换热管板3将壳体I和安装板2形成的密封空间隔离成了相互独立的空气通道和烟气通道、换热管板3作为中间导热体实现了热量从烟气通道内高温烟气向换热管板3内腔形成的空气通道中低温空气的传导,实现了高温烟气热量回收利用的作用。
[0023]本实施例中换热管板3具有长边31和短边32,其中长边31平行于管板式换热器的烟气流向、短边32近似垂直于换热管板3的烟气流向。短边32具有曲线段,也就是说短边32并不是完全为直线段形成。这样设置的换热管板3的短边32具有导流烟气、增加烟气流动性的作用,使得烟气形成较好的平流效果,增加了和换热管板3表面接触的实际烟气面积,提高了换热效果。
[0024]图3和图4分别为本实用新型实施例管板式换热器采用的两种换热管板3的示意图。其中图3中的换热管板3有位于中间的直线段和位于直线段两侧的弧线段组成,弧线段与换热管板3的长边31连接;图4直接采用了圆弧形的短边32。应当可以想到,由于采用弧形结构设计,在加工换热管板3时也可较好的避免在长边31和短边32的结合处产生尖角和应力集中,提高了换热管板3的加工质量和耐用性。
[0025]可以想到,为了防止泄漏烟气,换热管板3和两侧的安装板2应当为密封连接;可选的,密封连接的方式可以采用高温密封材料粘接,也可采用焊接密封。考虑换热管板3在使用过程中可能发生破损,优选的采用高温材料粘接的方式、方便对特定换热管板3的更换和检修。
[0026]同样的,本实施例优选了安装板2也可拆卸的固定安装在壳体I上。本实施例中的壳体I实际为截面是矩形的环形结构、通过两侧的安装板2配合形成了换热空间。安装板2和壳体I的连接端可设置成法兰盘的形成、并在二者接触处增加密封垫圈形式密封。
[0027]本实施例中的换热器换热管板3相对于其截面宽度较大,因此在长期静力载荷作用和热力作用下中间区域可能发生弯曲变形,为减少弯曲变形程度,在本实施例中的壳体I内还设置了支撑换热管板3的支撑板4。因换热管板已经实现了烟气通道和空气通道的隔离,因此支撑板4和换热管板3的配合并不需要密封。为了保证支撑板的支撑力,支撑板应当固定在壳体I上或与壳体I有较好的力量传导。
[0028]从图1和图2中还可看出,本实施例中的换热管板3呈矩阵形式的排布,在安装板2的横向和纵向上均具有多个烟气通孔。这样形成了多个烟气和空气的换热中介,通过增加换热面积的形式提高了换热效率,进而提高了热量回收速率。
[0029]为了进一步提高烟气的流动效果,增加单位时间的换热效率,本实施例中的相邻两个换热管板3上的长边31间的烟气通道的宽度大于一个换热管板3长边31外侧的距离。对于一个换热管板3来说,由于其长边31和烟气的接触面积较大、换热效率较高。实际使用中可长边31与短边32的长度比设置为5:1。当然,这只是一个根据特定烟气特性和空气流通特性确定的最佳比例;如在其他条件下,也可设置成其他的比例。本实施例中,换热管板3的壁厚可为0.5mm-30.0mm之间,根据烟气温度的高低可选择其中一个合适的数值,保证换热管板3既可以蓄积部分热量、又可实现两侧热量的较好传递。
[0030]以上描述中,换热管板3和安装板2、安装板2和壳体I间都应密封连接,具体的密封胶黏剂或密封材料应采用聚四氟乙烯等具有良好耐高温特性和耐氧化的密封材料。
[0031]本实施例中,换热管板3、壳体I和安装板2采用优质玻璃钢或不锈钢。因烟气燃烧后会产生诸如二氧化硫等酸性气体,在换热过程中烟气中水蒸气遇冷凝固吸收二氧化硫气体形成了中强酸并进一步氧化为强酸,可能对换热管板3、壳体I和安装板2产生腐蚀作用。采金属、高硅硼玻璃、搪玻璃、陶瓷、碳化硅等耐腐蚀材料,可较好的防止酸性气体对整个换热器的腐蚀实际使用的金属不锈钢可以采用304型不锈钢或普通碳钢,根据实际换热工况中的高温烟气温度确定。
[0032]以上本实用新型实施例中的管板式换热器进行了详细介绍。本文应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想,在不脱离本实用新型原理的情况下,还可对本实用新型进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种管板式换热器,包括壳体(I)、设置在所述壳体(I)两侧并与所述壳体(I)密封的安装板(2)、多个两端密封固定在所述安装板(2)上的换热管板(3);所述壳体(I)上具有烟气通孔;其特征在于:所述换热管板(3)截面具有长边(31)和短边(32);所述长边(31)平行于所述管板式换热器的烟气流向;所述短边(32)具有曲线段;所述安装板(2)上具有与所述换热管板(3)外尺寸配合的、用于安装所述换热管板(3)的空气通孔。2.根据权利要求1所述的管板式换热器,其特征在于:所述短边(32)由位于中间的直线段和位于所述直线段两侧的弧线段组成;所述弧线段与所述长边(31)连接。3.根据权利要求1所述的管板式换热器,其特征在于:所述短边(32)为平滑过渡的弧线段。4.根据权利要求1-3任一项所述的管板式换热器,其特征在于:所述安装板(2)可拆卸地安装在所述壳体(I)上。5.根据权利要求1-3任一项所述的管板式换热器,其特征在于:所述换热管板(3)和所述安装板(2)焊接密封或粘接密封。6.根据权利要求1-3任一项所述的管板式换热器,其特征在于:还具有安装于所述壳体(I)内、用于支撑所述换热管板(3)的支撑板(4);所述支撑板(4)上具有所述换热管板(3)通过的通孔。7.根据权利要求1-3任一项所述的管板式换热器,其特征在于:多个所述换热管板(3)呈矩阵排列。8.根据权利要求7所述的管板式换热器,其特征在于:所述换热管板(3)的厚度小于竖直方向上所述换热管板(3)相邻的所述长边(31)形成的烟气通道的宽度。9.根据权利要求1-3任一项所述的管板式换热器,其特征在于:所述换热管板(3)的壁厚为 0.5mm-30.0mm。10.根据权利要求1-3任一项所述的管板式换热器,其特征在于:所述换热管板(3)为金属、高硅硼玻璃、搪玻璃、陶瓷、碳化硅中的一种。
【专利摘要】本实用新型提供一种管板式换热器,包括壳体、设置在所述壳体两侧并与所述壳体密封的安装板、多个两端密封固定在所述安装板上的换热管板;所述壳体上具有烟气通孔;所述换热管板截面具有长边和短边;所述长边平行于所述管板式换热器的烟气流向;所述短边具有曲线段;所述安装板上具有与所述换热管板外尺寸配合的、用于安装所述换热管板的空气通孔。通过将换热器设置成管板式的且管板式换热器的短边有曲线段,可提高换热器的有效换热面积并增加高温烟气的平流特性,形成更好的换热接触、提高换热效果;由于采用换热管板且换热管板具有曲线段,方便了换热管板的加工。
【IPC分类】F28F9/02
【公开号】CN204924005
【申请号】CN201520534697
【发明人】程向锋
【申请人】洛阳明远石化技术有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年7月22日
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