一种管壳式换热器的制造方法

文档序号:10192120阅读:632来源:国知局
一种管壳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,尤其涉及一种管壳式换热器。
【背景技术】
[0002]管壳式换热器是一种实现不同温度的流体之间热量交换的设备,其具有结构简单、操作方便等特点,且能够在高温、高压下使用,因此,管壳式换热器在石油、化工、冶金等领域均有着广泛的应用。
[0003]具体地,如图1所示,管壳式换热器包括设有热流体入口101的上封头1,设有热流体出口 201的下封头2,设有冷流体入口 3和冷流体出口 4的换热筒5,以及设置在换热筒5内的上管板6、换热管7和浮头管板8。
[0004]具有上述结构的管壳式换热器的工作过程如下:热流体首先通过热流体入口101进入上封头1,然后,进入换热管7,最后,通过热流体出口201流出。同时,冷流体通过冷流体入口 3进入换热筒5内,然后,换热管7中的热流体通过换热管7的管壁与换热筒5内的冷流体进行热量交换,最后,冷流体从冷流体出口 4流出。
[0005]然而,本申请的发明人发现,在上述工作过程中,上封头1内的热流体会与上管板6接触,使上管板6的温度过高,导致上管板6失效,进而导致管壳式换热器无法正常工作。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种管壳式换热器,用于防止上管板的温度过高,维持管壳式换热器的正常工作。
[0007]为达到上述目的,本实用新型所提供的管壳式换热器采用如下技术方案:
[0008]—种管壳式换热器包括:设有热流体入口的上封头,设有热流体出口的下封头,设有冷流体入口和冷流体出口的换热筒,以及设置在换热筒内的上管板、换热管和浮头管板,其中,所述换热管用于输送热流体,所述管壳式换热器还包括隔离管板,所述隔离管板位于所述冷流体入口与所述冷流体出口之间,并与所述上管板相对设置,所述隔离管板将所述换热筒分隔为两个腔体,且两个所述腔体连通。
[0009]由于本实用新型所提供的管壳式换热器包括隔离管板,隔离管板位于冷流体入口与冷流体出口之间,并与上管板相对设置,隔离管板将换热筒分隔为两个腔体,且两个腔体连通,因此,隔离管板可以阻挡从冷流体入口流入的冷流体直接流向冷流体出口,与现有技术相比,有更多的冷流体会与上管板接触,从而能够有效防止上管板温度过高,维持了管壳式换热器的正常工作。
【附图说明】
[0010]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1为现有技术中的管壳式换热器;
[0012]图2为本实用新型实施例中的第一种管壳式换热器;
[0013]图3为本实用新型实施例中的第二种管壳式换热器;
[0014]图4为本实用新型实施例中的第三种管壳式换热器;
[0015]图5为本实用新型实施例中的第四种管壳式换热器;
[0016]图6为本实用新型实施例中的第五种管壳式换热器;
[0017]图7为本实用新型实施例中的第六种管壳式换热器。
[0018]附图标记说明:
[0019]1一上封头;101—热流体入口 ; 2—下封头;
[0020]201—热流体出口;3—冷流体入口;4 一冷流体出口;
[0021]5一换热筒;6—上管板;7—换热管;
[0022]8 一浮头管板;9 一隔离管板;10一第一隔热层;
[0023]11 一密封圈;12—导流筒;13—第一外折流板;
[0024]14一第一内折流板;15—第二外折流板; 16—第二内折流板。
【具体实施方式】
[0025]下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发实用新型保护的范围。
[0026]本实用新型实施例提供了一种管壳式换热器,如图2所示,该管壳式换热器包括:设有热流体入口 101的上封头1,设有热流体出口 201的下封头2,设有冷流体入口 3和冷流体出口4的换热筒5,以及设置在换热筒5内的上管板6、换热管7和浮头管板8,其中,换热管7用于输送热流体,该管壳式换热器还包括隔离管板9,隔离管板9位于冷流体入口 3与冷流体出口4之间,并与上管板6相对设置,隔离管板9将换热筒5分隔为两个腔体,且两个腔体连通。
[0027]具体地,上述两个腔体可以通过隔离管板9与换热筒5的内壁之间的缝隙连通,也可以在隔离管板9上开设通孔,两个腔体通过该通孔连通。
[0028]由于本实用新型实施例所提供的管壳式换热器包括隔离管板9,隔离管板9位于冷流体入口 3与冷流体出口 4之间,并与上管板6相对设置,隔尚管板9将换热筒5分隔为两个腔体,且两个腔体连通,因此,隔离管板9可以阻挡从冷流体入口 3流入的冷流体直接流向冷流体出口4,与现有技术相比,有更多的冷流体会与上管板6接触,从而能够有效防止上管板6温度过高,维持了管壳式换热器的正常工作。
[0029]需要注意的是,冷流体入口3应尽量靠近上管板6设置,且隔离管板9应尽量靠近冷流体入口 3设置,从而使得冷流体在上管板6与隔离管板9之间的腔体中的流动距离较短,进而减少了该腔体中的冷流体与换热管7中的热流体所进行的热量交换,使与上管板6接触的冷流体温度较低,从而可以进一步防止上管板6温度过高。
[0030]此外,如图3所示,上管板6朝向热流体入口101的一面上设有第一隔热层10,从而可以减少上封头1内的热流体向上管板6所传递的热量,进而可以防止上管板6的温度升高。优选地,第一隔热层10的材料为浇注料。与其他隔热材料相比,浇注料可以在高温下保持良好的强度,从而当从热流体入口 101流入的热流体的温度较高时,可以防止第一隔热层10因高温而裂开,从而可以减少上封头1内的热流体向上管板6所传递的热量,进而可以防止上管板6的温度升高。
[0031]进一步地,本申请的发明人发现,在管壳式换热器的实际使用过程中,第一隔热层10的材料可能会从上管板6上脱落,脱落后的材料容易进入换热管7中,导致换热管7堵塞。为避免该问题的出现,换热管7的进口突出第一隔热层10—定长度。另外,换热管7中穿过上管板6伸入至上封头1内的部分的材料优选为隔热性能好的陶瓷,从而可以减少上封头1内的热流体通过换热管7向上管板6所传递的热量,进一步防止上管板6的温度过高。
[0032]此外,如图4所示,隔离管板9的外周面上套设有密封圈11,隔离管板9通过密封圈11与换热筒5的内壁密封连接,从而可以防止从冷流体入口 3流入的冷流体通过隔离管板9与换热筒5的内壁之间的缝隙直接流至冷流体出口 4,可以进一步防止上管板6的温度过高。此时,为了使换热筒5中的两个腔体连通,隔离管板9上还设有连通两个腔体的通孔。
[0033]进一步地,为了防止管壳式换热器的换热效率下降,在换热筒5的内壁上设置有第二隔热层。但是,在管壳式换热器的实际工作过程中,换热管7中流有热流体,使得换热管7会发生热膨胀,从而带动隔离管板9移动。在隔离管板9移动的过程中,密封圈11会与第二隔热层发生相对滑动或者挤压,导致第二隔热层被密封圈11划伤。为避免该问题的出现,本实用新型实施例中的密封圈11优选为弹性密封圈,从而当密封圈11与第二隔热层发生相对滑动或挤压时,密封圈11可以发生弹性形变以起到缓冲作用,从而可以避免第二隔热层被密封圈11划伤,防止管壳式换热器的换热效率下降。
[0034]此外,如图5所示,管壳式换热器还包括固定在隔离管板9上的导流筒12,导流筒12的两端分别位于两个腔体中,并且导流筒12的出口到浮头管板8的距离小于冷流体出口4到浮头管板8的距离。因此,从导流筒12的出口流出的冷流体会沿自浮头管板8向隔离管板9的方向流向冷流体出口 4。由于换热管7中的热流体的流动方向为自隔离管板9向浮头管板8的方向,与冷流体的流动方向相反,从而使得热流体与冷流体之间形成逆流换热,有效提高了热流体与冷流体之间的换热效率,使管壳式换热器的换热效率较高。示例性地,导流筒12可以穿过隔离管板9上用于连通两个腔体的通孔,且通过焊接的方式固定在隔离管板9上。
[0035]需要注意的是,由以上所述可知,从导流筒12的出口流出的冷流体会沿自浮头管板8向隔离管板9的方向流向冷流体出口 4,此时,为了使冷流体在流动至冷流体出口 4之前的流动距离较长,从而使冷流体与热流体之间进行充分地热量交换,需要使冷流体出口 4尽量靠近隔呙管板9。
[0036]然而,在管壳式换热器的实际工作过程中,换热管7中流有热流体,使得换热管7会发生热膨胀,从而带动隔离管板9自上管板6向浮头管板8方向移动。当隔离管板9的移动距离较长,且隔离管板9与冷流体出口4之间的距离较短时,冷流体入口 3与冷流体出口4会均位于隔离管板9的同一侧,导致从冷流体入口 3流入的冷流体直接通过冷流体出口 4流出,使冷流体与热流体之间不能够进行热量交换。为避免该问题的出现,冷流体出口 4与隔离管板9之间需设置一定的距离,该距离需要大于隔离管板9的移动距离。
[0037]此外,如图6所示,在上管板6和隔离管板9之间还设置有相互平行的至少一个第一外折流板13和至少一个第一内折流板14,第一外折流板13和第一内折流板14均为环形折流板,且第一外折流
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