一种初冷器换热管试验装置的制作方法

本实用新型涉及一种换热管试验设备，尤其涉及一种对管、壳程为垂直交叉流动型，一次安装多根换热管进行试验，并可对多种换热管进行对比分析的换热器试验装置。

背景技术：

在焦化领域中，常采用横管式煤气初冷器对煤气进行冷却，煤气流与冷却水管呈垂直交叉型流动。随着焦炉的大型化，煤气的处理量越来越大，所需的初冷器换热面积越来越大，这会造成初冷器体积增大，占地面积扩大。为了提高初冷器的换热能力，减小初冷器的体积，需要采用高效强化换热管来代替光管。

为了更好的研究各种高效强化换热管的性能，需要有一个设计合理的试验装置对其性能进行测试。目前，常用换热器试验设备多采用对单根换热管进行试验的方式，在很多工况下测得的数据往往变化较小，不利于读数的观测和记录。因此急需设计一套可对多根换热管进行试验的装置，使其测得的读数便于观测和记录，同时又可对多种换热管的换热能力进行对比分析的试验装置。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种初冷器换热管试验装置，可实现在同一试验装置内对多种类型的换热管进行对比试验，每次试验可采用多根换热管进行，更利于试验数据的采集及对不同类型换热管换热效果进行分析比较，试验装置操作方便，试验结果准确可靠。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种初冷器换热管试验装置，包括箱体、管箱及换热管，所述箱体顶部可拆卸地设有上端盖，箱体底部可拆卸地设有下端盖，上端盖设管程介质入口，下端盖设管程介质出口；箱体两侧分别设管箱，管箱上分别可拆卸地设管箱盖，且一侧管箱盖设有管程介质入口，另一侧管箱盖设有管程介质出口；箱体内水平设置多根换热管，换热管两端分别与两侧管箱的内部连通；管箱内通过隔板分为多个独立空间，管程介质入口、管箱的各个独立空间、换热管及管程介质出口之间形成多次往返的管程介质流道。

所述上端盖/下端盖与箱体之间、管箱盖与管箱之间分别通过法兰结构连接并采用螺 栓固定。

所述上端盖沿纵向均匀设置多个壳程介质入口，下端盖对应设置多个壳程介质出口。

所述上端盖内设筛板。

所述换热管在箱体内交错排列，换热管两端穿过箱体侧板上开设的定位孔后伸入两侧管箱内，并在管箱一侧通过锁紧螺母和垫片锁紧固定。

所述管箱盖上与隔板对应安装位置处设固定槽，隔板一侧插入固定槽中，另一侧顶紧在箱体侧板上形成密闭的独立空间。

所述管箱盖端面为外凸的弧面。

所述箱体外侧沿纵向设有多圈加固筋。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型所述初冷器换热管试验装置的结构实现了管、壳程流体的垂直交叉流动，很好的模拟了初冷器的工况；管、壳程内可通过液体、气体或蒸汽等流动介质，适用于更多工况下的换热管试验；

2)可方便地实现换热管的更换，在同一试验装置内就可对不同类型的换热管进行试验，节约了试验设备投资；

3)该试验装置的结构有效保证了管、壳程之间的密封，壳侧介质分布均匀，试验得到的数据变化明显，更便于采集记录，方便对比分析不同类型换热管传热性能的差异。

附图说明

图1是本实用新型所述初冷器换热管试验装置的立体结构示意图。

图2是本实用新型所述初冷器换热管试验装置的主视图及管程介质流动方向示意图。

图3是本实用新型所述换热管与箱体侧板固定连接的示意图。

图4是本实用新型所述管箱盖的结构示意图。

图中：1.上端盖 2.箱体 3.管箱 4.管箱盖 5.下端盖 6.壳程介质入口 7.壳程介质出口 8.换热管 9.隔板 10.管程介质入口 11.管程介质出口 12.筛板 13.管板 14.垫片 15.锁紧螺母 16.加固筋 17.固定槽

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1及图2所示，本实用新型所述一种初冷器换热管试验装置，包括箱体2、管箱3及换热管8，所述箱体2顶部可拆卸地设有上端盖1，箱体2底部可拆卸地设有下端盖5，上端盖1设管程介质入口6，下端盖5设管程介质出口7；箱体2两侧分别设管箱3，管 箱3上分别可拆卸地设管箱盖4，且一侧管箱盖4设有管程介质入口10，另一侧管箱盖4设有管程介质出口11；箱体2内水平设置多根换热管8，换热管8两端分别与两侧管箱3的内部连通；管箱3内通过隔板9分为多个独立空间，管程介质入口10、管箱3的各个独立空间、换热管8及管程介质出口11之间形成多次往返的管程介质流道。

所述上端盖1/下端盖5与箱体2之间、管箱盖4与管箱3之间分别通过法兰结构连接并采用螺栓固定。

所述上端盖1沿纵向均匀设置多个壳程介质入口6，下端盖5对应设置多个壳程介质出口7。

所述上端盖1内设筛板12。

所述换热管8在箱体2内交错排列，换热管8两端穿过箱体2侧板上开设的定位孔后伸入两侧管箱3内，并在管箱3一侧通过锁紧螺母15和垫片14锁紧固定。(如图3所示)

所述管箱盖4上与隔板9对应安装位置处设固定槽17(如图4所示)，隔板9一侧插入固定槽17中，另一侧顶紧在箱体2侧板上形成密闭的独立空间。

所述管箱盖4端面为外凸的弧面。

所述箱体2外侧沿纵向设有多圈加固筋16。

基于本实用新型所述一种初冷器换热管试验装置的试验方法如下：

1)将试验用的换热管8截取适当长度，两端加工出与锁紧螺母15相配合的管螺纹；

2)将上端盖1从箱体2上取下，将管箱盖4分别从两侧的管箱3上取下，将试验用的换热管8逐根安装到箱体2中：先将换热管8两端分别穿过箱体2侧板上的定位孔并伸入管箱3中，再从对应的管箱3一侧分别用锁紧螺母15和垫片14锁紧固定；

3)将隔板9分别插入管箱盖4上的固定槽17中，然后将管箱盖4固定到管箱3上；

4)将上端盖1安装到箱体2上；

5)壳程介质输入管道连接壳程介质入口6，壳程介质输出管道连接壳程介质出口7；管程介质输入管道连接管程介质入口10，管程介质输出管道连接管程介质出口11；以上连接确认无误后，开始试验；

6)管程介质从管程介质入口10进入，在管程介质流道内经多次住返后，从管程介质出口11流出；壳程介质从壳程介质入口6进入，经过筛板12均布后进入壳程空间，与管程介质换热后由壳程介质出口7流出；在管程介质/壳程介质的入口/出口11、12、6、7 处分别测量流体介质的温度、压力和流量，并记录相关数据用于后续分析处理；

7)一种换热管8一次安装后可进行一次或多次试验，试验结束后试验装置冷却到室温后更换另一种换热管8重新试验；此时先卸下两侧的管箱盖4，松开锁紧螺母15后取出试验完的换热管8，更换另一种换热管8后，按照步骤3)～步骤6)重新进行试验；

8)需要进行对比的多种换热管8全部试验完成后，根据在同样试验条件下获得的多组数据，可方便地对多种换热管8的换热能力进行对比分析。

如图1、图2所示，是本实用新型所述初冷器换热管试验装置的一种具体结构形式。图中，箱体2和管箱3均采用方形结构，为了保证壳程介质分布均匀，上端盖1上设有3个壳程介质入口6，下端盖5上设有3个壳程介质出口7，且上端盖1内还设有筛板12。管程介质入口10设在左侧管箱3的下部，管程介质出口11设在右侧管箱3的上部；每个管箱3内通过隔板9分隔为3个独立空间，管程介质入口10或管程介质出口11对应的独立空间分别通过1排5根换热管8连通，另外的管箱3独立空间分别连通2排共10根换热管8，换热管8一共为25根，管程介质入口10、管箱3的各个独立空间、换热管8及管程介质出口11之间形成5次往返的管程介质流道。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。