专利名称：可拆卸式余热回收高效换热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能量回收装置，尤其是一种用于冷热介质压差和温差较大场合的、能将多个换热器组合使用的余热回收装置，具体地说是一种可拆卸式余热回收高效换热器。
背景技术：
目前，在生产生活等许多领域，每天都在消耗大量能量。为使热能得到有效利用， 减少传递过程中热损失，提高设备热效率，要尽可能使换热器传热过程增强，效率提高；以达到减少设备占用空间、减少设备制造的金属消耗量、或节约燃料、多产蒸汽、或使流体迅速升温、冷却、或实现低值余热的充分回收等目的。增强传热措施主要有两条，即加大传热温差和减少传热热阻。受工艺、环境、材料等因素的限制，工业设备中的传热温度一般是不能随意改变的。加大传热温差还会增大不可逆损失，所以通过增加传热温差来增强传热在很多场合是不采用的。传热热阻由多个串联环节组成，减小热阻最大环节的传热热阻，对改善传热系数效果最显著。换热器金属材料导热系数大，厚度小，热阻较低。此外提高流速、增强扰动可以降低传热热阻。但流速大则机械能损失也大，所以增强流体扰动、减薄及破坏层流底层，成了人们长期坚持不懈的主攻方向，如波纹管、槽道管、缠绕管、螺纹管、翅片管等，极大地减薄及破坏了层流底层，传热系数比较高。换热器在国民经济特别是在石油、化工领域的使用量巨大。但现有的换热器均为单台设置，占用场地面积大，更换不便，为此急需开发一种换热器，以解决负荷大小可调，换热管高效换热，并且管束可任意组合和更换的问题，最大限度地减少资源浪费。
发明内容
本发明的目的是针对现有的余热回收装置热效率不高、不能更换和占地面积大的问题，设计一种可拆卸式余热回收高效换热器。本发明的技术方案是
一种可拆卸式余热回收高效换热器，它包括壳体6，壳体6的一端设有锥形流体进口 11，它的另一端设有锥形流体出口 15，其特征是所述的锥形流体进口 11中安装有流体均布器12，在位于锥形流体进口 11和锥形流体出口 15之间的壳体中至少安装有两组可分别拆卸的、串接或并接的换热单元16，串接或并接安装的换热单元16的介质入口端连接有介质接管4，串接或并接安装的换热单元16的介质出口端连接有出口接管1 ；所述的换热单元 16至少有两个也能拆卸的、串接相连的U形换热管束组件17组成，所述的U形换热管束组件17主要由U形管束10、封头1和连接管箱5组成，每个封头1上均介质进口和介质出口， U形换热管束组件17中的第一个封头1上的介质进口与介质接管4或相邻的换热单元16 中的最后一个封头1的介质出口端相连，U形换热管束组件17中的最后一个封头1上的介质进口与出口接管1或相邻的换热单元16中的第一个封头1的介质出口端相连，相邻封头1之间通过分别连接对应的介质出口及介质入口的连接管3相连。所述的U形管束10为特高翅片管束，其翅片的高度为管径的1-6倍。所述的壳体6和U形换热管束组件17的形状均为正方形、圆形、长圆形、长方形或半长圆形。所述的流体均布器12的结构形式为锥形折流板、多个圆环组成锥形、格栅形或弓形。所述的两组可分别拆卸的、串接或并接的换热单元16之间的一组换热单元可用折流板替代；管束10上下之间可设折流板。本发明的有益效果
本发明可用于冷热介质压差和温差较大的场合，既能利用低压废气热流体(如烟气)加热管内中高压冷流体(如水、空气)来回收余热达到节能目的，也能利用管内高压热流体(如蒸汽)来加热壳体中流过的低压冷流体(如空气)达到工艺要求的目的。本发明相当于将多个换热器变成一台换热器，同时采用可可拆卸的方式连接，便于对换热器进行更换，这样不仅节约资源而且降低生产成本。它既以解决了负荷大小可调的问题，而且换热管高效换热，管束可任意组合和更换，最大限度地减少了资源浪费。本发明通过在壳体入口或出口设置旋流或分流均布器，大大地提高了换热效率， 使每个管束的热负荷均勻，有利于延长操作弹性和寿命。当壳体内管束为一排时或二排时，在一排管束上下连接中间(管束10上下之间)设置挡流板或在二排管束中间(管束16前后之间一排管束去掉换成长挡流板)设置长挡流板， 大幅度提高换热器的效率。本发明的管束换热管外表面为特高翅片，翅片高度为管径的数倍(为0. 5-6倍)，通常翅片高度为管径的0. 5倍以下，翅片是采用高频焊接或钎焊或压制或镶嵌结构，齿片材料可与管子材料一致，也可不一致。本发明的管束绷带灵活，可单排，多排布置，达到有效利用余热、节能降耗的目的。 它不仅提高了传热效率，而且安全可靠，流程各部位相互独立分散布置。本发明具有体积小，便于拆卸，日常维护、检修方便的优点，可提高热负荷45%，每年可回收的热量折合蒸汽的价值几千万元。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的一个换热单元的结构示意图。
图3是本发明的流体均布器的结构示意图之一。
图4是图3的俯视结构示意图。
图5是本发明的流体均布器的结构示意图之二。
图6是图5的俯视结构示意图。
图7是本发明的流体均布器的结构示意图之三。
图8是图7的俯视结构示意图。
图9是本发明的流体均布器的结构示意图之四。
图10是图9的俯视结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。如图1-10所示。一种可拆卸式余热回收高效换热器，它包括壳体6，壳体6的一端设有锥形流体进口 11，它的另一端设有锥形流体出口 15，如图1所示，壳体6的上部设有供清洁和进行更换操作的接口(人孔)7，下部设有供清洁和进行更换操作的接口(人孔)14，壳体6整体支承安装在支座13上，如图2所示，所述的锥形流体进口 11中安装有流体均布器12，具体结构可采用图3-10所示的任一结构，流体均布器12为固定在壳体6或进口管壁上的板，可采用长板，也可采用短板，或锥形折流板、多个圆环组成锥形、格栅形或弓形。在位于锥形流体进口 11和锥形流体出口 15之间的壳体中至少安装有两组可分别拆卸的、串接或并接的换热单元16，串接或并接安装的换热单元16的介质入口端连接有介质接管4，串接或并接安装的换热单元16的介质出口端连接有出口接管1，如图1所示，图1 中共有三组并接的换热单元，串接结构可根据本发明的要求自行设计。所述的换热单元16 至少有两个也能拆卸的、串接相连的U形换热管束组件17组成(如图2所示，图2为一个由三个U形管束组件串接而成的换热单元)，串接或并接的换热单元16之间的一组换热单元可用折流板替代，管束10上下之间可设折流板。所述的U形换热管束组件17主要由U形管束10、封头1和连接管箱5组成，每个U形换热管束组件17均安装在相应的支架9上， U形管束10通过支撑板支撑，U形管束10最好采用特高翅片管束，其翅片的高度为管径的 1-6倍，每个封头1上均介质进口和介质出口，U形换热管束组件17中的第一个封头1上的介质进口与介质接管4或相邻的换热单元16中的最后一个封头1的介质出口端相连，U形换热管束组件17中的最后一个封头1上的介质进口与出口接管1或相邻的换热单元16中的第一个封头1的介质出口端相连，相邻封头1之间通过分别连接对应的介质出口及介质入口的连接管3相连。此外，具体实施时，壳体6和U形换热管束组件17的形状可设计成同为正方形、圆形、长圆形、长方形或半长圆形。本发明可利用壳体中流过的低压废气热流体(如烟气)加热管内中高压冷流体(如水、空气)，回收余热达到节能目的，也可利用管内高压热流体(如蒸汽)加热壳体低压冷流体(如空气)达到工艺要求。本发明的换热单元可按要求任意调整和组合。可换热单元可并联或串联热流体或冷流体，即一台为同一种流体，多台为同一种流体或不同种流体，在同一壳体内加热冷流体，热流体或冷流体的种类和负荷均可按任意要求调整和组合。本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求
1.一种可拆卸式余热回收高效换热器，它包括壳体(6)，壳体(6)的一端设有锥形流体进口(11)，它的另一端设有锥形流体出口(15)，其特征是所述的锥形流体进口(11)中安装有流体均布器(12)，在位于锥形流体进口(11)和锥形流体出口(15)之间的壳体中至少安装有两组可分别拆卸的、串接或并接的换热单元(16)，串接或并接安装的换热单元(16)的介质入口端连接有介质接管(4)，串接或并接安装的换热单元(16)的介质出口端连接有出口接管(1)；所述的换热单元(16)至少有两个也能拆卸的、串接相连的U形换热管束组件 (17)组成，所述的U形换热管束组件(17)主要由U形管束(10)、封头(1)和连接管箱(5)组成，每个封头(1)上均有介质进口和介质出口，U形换热管束组件(17 )中的第一个封头(1) 上的介质进口与介质接管(4)或相邻的换热单元(16)中的最后一个封头(1)的介质出口端相连，U形换热管束组件(17)中的最后一个封头(1)上的介质进口与出口接管(1)或相邻的换热单元(16)中的第一个封头(1)的介质出口端相连，相邻封头(1)之间通过分别连接对应的介质出口及介质入口的连接管(3)相连。
2.根据权利要求1所述的可拆卸式余热回收高效换热器，其特征是所述的U形管束 (10)为特高翅片管束，其翅片的高度为管径的0. 5-6倍。
3.根据权利要求1所述的可拆卸式余热回收高效换热器，其特征是所述的壳体(6)和 U形换热管束组件(17)的形状均为正方形、圆形、长圆形、长方形或半长圆形。
4.根据权利要求1所述的可拆卸式余热回收高效换热器，其特征是流体均布器(12)的结构形式为锥形折流板、多个圆环组成锥形、格栅形或弓形。
5.根据权利要求1所述的可拆卸式余热回收高效换热器，其特征是两组可分别拆卸的、串接或并接的换热单元(16)之间的一组换热单元可用折流板替代；管束(10)上下之间设有折流板。
全文摘要
一种可拆卸式余热回收高效换热器，它包括壳体(6)，壳体(6)的两连接有锥形流体进口(11)和锥形流体出口(15)，其特征是所述的锥形流体进口(11)中安装有流体均布器(12)，在管束上下和前后可设置折流板；在位于锥形流体进口(11)和锥形流体出口(15)之间的壳体中至少安装有两组可分别拆卸的、串接或并接的换热单元(16)；所述的换热单元(16)至少有两个也能拆卸的、串接相连的U形换热管束组件(17)组成。本发明具有体积小，便于拆卸，日常维护、检修方便的优点。
文档编号F28F9/26GK102384675SQ201110226948
公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月9日 优先权日2011年8月9日
发明者刘丰, 李晖, 王红丽, 田朝阳, 董海涛, 郭宏新, 陈卫卫, 马明 申请人:江苏中圣高科技产业有限公司