新型衣康酸浓缩设备循环冷却水系统的制作方法
【专利摘要】新型衣康酸浓缩设备循环冷却水系统，包括循环水管线、蒸汽管线、多个冷凝换热器及冷凝水管线。冷凝换热器包括壳体和芯体，壳体包括筒体和两个封头，上封头和下封头分别包括轴线呈90°角的两个开口。芯体为内、外壁曲面为螺纹界面的换热管束，换热管束为反向缠绕且螺旋上升的盘状结构，冷凝换热器并联连接；循环水管线连通A1开口、筒体内腔及B2开口，蒸汽管线连通换热管束，冷凝水管线连通筒体内腔。其无循环冷却水污染问题；冷凝换热器具有统一的膨胀系数，不会因为压力与温度不稳定而变形，无需减温、减压装置，结构简单；换热管束采用螺旋盘管式结构，实现逆流式二次换热，体积小，换热效率高，寿命长，成本低且便于安装。
【专利说明】新型衣康酸浓缩设备循环冷却水系统
【技术领域】
[0001]本发明属于衣康酸浓缩结晶过程中所涉及的冷却系统的【技术领域】，具体地说是一种新型衣康酸浓缩设备循环冷却水系统。
【背景技术】
[0002]国内衣康酸浓缩设备循环冷却冷却水系统现状:
[0003]国内生物化工行业浓缩设备循环冷却水系统分开式系统和闭式系统。开式系统采用大气冷却器，用循环冷却水对浓缩设备物料蒸发的二次蒸汽进行喷淋式冷却，二者充分混合后回循环水池。由于浓缩设备物料蒸发是在负压下进行的，蒸发过程中产生二次蒸汽时，易产生凝结液体的飞溅等现象，使得二次蒸汽携带部分物料进入大气冷却器，对循环冷却水造成污染。污染的循环冷却水处理成本较高且容易造成环境污染。
[0004]闭式系统采用列管式或板式冷凝换热器，用循环冷却水通过冷凝换热器，同时使其与物料二次蒸汽进行热量交换，从而达到冷却物料二次蒸汽的目的。由于循环冷却水与物料二次蒸汽分属两个系统，不接触，所以称为闭式系统，闭式系统不存在循环冷却水污染问题。
[0005]目前，大部分浓缩设备循环冷却系统采用列管换热器系统。
[0006](I)列管式冷凝换热器系统相比开式形式有很多优点:
[0007]系统稳定，不需要根据工艺状况进行调整；
[0008]换热器加工工艺成熟，设备质量有保证，有利于工业化大生产，降低浓缩设备整体成本。
[0009](2)列管式冷凝换热器系统同时还存在部分缺点:
[0010]管壁较厚，管径较大，流速相对较慢，造成换热效率低下；
[0011 ] 换热效率低，造成循环冷却水得不到充分利用，循环冷却水运行成本高；
[0012]列管换热器体积大，占用空间，金属耗用量大；
[0013]换热器重量大，增加承重结构负荷，增加建安成本。
[0014]板式冷凝换热器闭式系统原理与列管式冷凝换热器系统相同，区别在于板式换热器易堵塞，不易清洗；循环冷却水阻力大，需提高射水泵功率。
【发明内容】
[0015]本发明的目的在于提供一种结构简单，体积小，安装方便且换热效率高的一种新型衣康酸浓缩设备循环冷却水系统。
[0016]本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:一种新型衣康酸浓缩设备循环冷却水系统，包括循环水管线、蒸汽管线、并联的多个冷凝换热器及冷凝水管线。其中所述冷凝换热器包括壳体和芯体，所述壳体包括筒体和固装在所述筒体上下两端并与其连通的两个封头，上封头包括Al开口和A2开口且所述Al开口的中心轴线与所述A2开口的中心轴线呈90°角，下封头包括BI开口和B2开口且所述BI开口的中心轴线与所述B2开口的中心轴线呈90°角。所述芯体为换热管束，所述换热管束为反向缠绕且螺旋上升的盘状结构。所述多个冷凝换热器并联连接于所述循环水管线、蒸汽管线及冷凝水管线之间；所述循环水管线连通所述Al开口、所述筒体内腔及所述B2开口。所述蒸汽管线于所述A2开口处连通所述换热管束。所述冷凝水管线于所述BI开口处连通所述筒体内腔。
[0017]进一步，所述换热管束的内、外壁曲面为螺纹界面，且所述换热管束的螺纹界面为圆弧形螺纹、三角形螺纹、矩形螺纹三者中的任意一种。
[0018]进一步，所述壳体和所述芯体均采用不锈钢材质。
[0019]本发明的有益效果是:其为闭式系统，无循环冷却水污染问题；由于壳体与芯体的材质一致，具有统一的膨胀系数，不会因为压力与温度不稳定而引起冷凝换热器变形，所以无需减温、减压装置，结构简单；换热管束采用螺旋盘管式结构，并实现逆流式二次换热，使得其体积小，换热效率高，使用寿命长，成本低且便于安装。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明的结构示意图；
[0021]图2为本发明的断面结构示意；
[0022]图3为冷凝换热器的结构示意；
[0023]图中:1循环水管线，2蒸汽管线，3冷凝换热器，31上封头，311A1开口，312A2开口，32下封头，321B1开口，322B2开口，33换热管束，4冷凝水管线，5支架。
【具体实施方式】
[0024]为便于理解本发明的技术内容，下面结合附图对其作出详细说明。
[0025]如图1至图3所示，一种新型衣康酸浓缩设备循环冷却水系统，包括循环水管线1、蒸汽管线2、多个冷凝换热器3及冷凝水管线4。
[0026]所述冷凝换热器3包括壳体和芯体。所述冷凝换热器3的壳体和芯体均采用不锈钢材质，从而使所述冷凝换热器3整体具有统一的膨胀系数，最高承压1.6MPa，最高耐温400°C，不会由于压力和温度不稳定而引起所述冷凝换热器3的变形，所以不需要安装减温减压装置，从而使所述浓缩设备循环冷却水系统的结构变得简单。
[0027]现在采用的列管式冷凝换热器的壳体采用碳钢，内部管体(相当于芯体)采用紫铜管。由于材质不一样，所以膨胀系数不同，随着热胀冷缩容易在焊接处裂管。再加上大都采用浮动式排管，排管不断振动，更易断管，给后续检修造成负担。
[0028]所述壳体包括筒体和沿筒体的轴向固装在所述筒体的上、下两端并与筒体内腔连通的两个封头。其中位于筒体上端的上封头31包括Al开口 311和A2开口 312且所述Al开口 311的中心轴线与所述A2开口 312的中心轴线呈90°角；位于筒体下端的下封头32包括BI开口 321和B2开口 322且所述BI开口 321的中心轴线与所述B2开口 322的中心轴线呈90°角。
[0029]所述芯体为换热管束33，所述换热管束33为反向缠绕且螺旋上升的盘状结构。所述换热管束33的内、外壁曲面为螺纹界面，以增大接触面积。所述换热管束33的螺纹界面为圆弧形螺纹、三角形螺纹、矩形螺纹三者中的任意一种。所述换热管束33 (即芯体)由于采用了反向缠绕、螺旋上升的盘管状结构，使得在一定空间内的冷凝散热面积增大，所以具有体积小(约为列管式冷凝换热器体积的1/10)，节省建设投资；不锈钢材料制作，使其重量轻，便于安装，设备可以直接与管道相连，降低了安装费用。
[0030]所述冷凝换热器3利用了欧文(OWEN)湍流抖振频率准则原理，采用了换热管束33最小间隙设计，消除了湍流抖振现象，延长所述冷凝换热器3的使用寿命。
[0031]所述循环水管线1、蒸汽管线2、冷凝换热器3及冷凝水管线4架设在支架5上。所述多个冷凝换热器3并联连接在所述循环水管线1、蒸汽管线2及冷凝水管线4之间。所述循环水管线I密封连通所述Al开口 311、所述筒体内腔及所述B2开口 322，从而确保循环水在循环水管线I与筒体内腔构成的封闭空间内流动。所述蒸汽管线2于所述A2开口 312处密封连通所述换热管束33，从而确保蒸汽由所述蒸汽管线2进入所述换热管束33，并在所述换热管束33以逆流方式流动，实现逆流换热，使蒸汽在所述换热管束33中得以充分冷却，无需经过二次换热，所以能够提高换热效率。所述冷凝水管线4于所述BI开口 321处密封连通所述筒体内腔。
[0032]在本衣康酸浓缩设备循环冷却水系统中的冷却过程中，热媒(即待换热的蒸汽)走由所述换热管束33构成的管程，冷媒(即冷凝水)走由所述冷凝换热器3壳体的筒体部分构成的壳程。这种冷包热的流动形式可以保持冷凝换热器3本身干燥，不会影响周围空气环境。再加上所述冷凝换热器3采用不锈钢材质卫生等级高，可定期进行高温杀菌，不存在污染，所以实现了节能环保。
[0033]在原有的循环冷却系统中，循环冷却水从大气冷却器下来后进入开式水箱暂存，然后进入DN600玻璃钢管道。玻璃钢管道与提取循环水池及提取循环冷却水循环水泵连接，当水温达到一定温度时，启动循环泵将水送入凉水塔(同时开启水塔风机)进行强制降温。改用该本以并联排列结构布置的冷凝换热器组后，将循环冷却水回路直接通过新的管道接入凉水塔，进行降温；当水温达到一定温度后，开启凉水塔风机进行强制降温；一方面在大部分时间内可以不开提取循环泵，另一方面凉水塔风机也只有循环冷却水水温达到一定温度时才运行，运行时间长度大大减少。因循环冷却水用量少，可以节约射水泵的开启数量，起到节能减排的作用。
【权利要求】
1.一种新型衣康酸浓缩设备循环冷却水系统，包括循环水管线、蒸汽管线、冷凝换热器及冷凝水管线，其特征是: 所述冷凝换热器有多个，每个冷凝换热器包括壳体和芯体； 所述壳体包括筒体和固装在所述筒体上下两端并与筒体内腔连通的两个封头；且位于筒体上端的上封头包括Al开口和A2开口，所述Al开口的中心轴线与所述A2开口的中心轴线呈90°角； 位于筒体下端的下封头包括BI开口和B2开口，所述BI开口的中心轴线与所述B2开口的中心轴线呈90°角； 所述芯体为换热管束，且所述换热管束为反向缠绕并螺旋上升的盘状结构； 所述多个冷凝换热器并联连接于所述循环水管线、蒸汽管线及冷凝水管线之间； 所述循环水管线连通所述Al开口、所述筒体内腔及所述B2开口 ； 所述蒸汽管线于所述A2开口处连通所述换热管束； 所述冷凝水管线于所述BI开口处连通所述筒体内腔。
2.根据权利要求1所述的新型衣康酸浓缩设备循环冷却水系统，其特征是:所述换热管束的内、外壁曲面为螺纹界面，且所述换热管束的螺纹界面为圆弧形螺纹、三角形螺纹、矩形螺纹三者中的任意一种。
3.根据权利要求1或2所述的新型衣康酸浓缩设备循环冷却水系统，其特征是:所述壳体和所述芯体均采用不锈钢材质。
【文档编号】F28B9/02GK103528390SQ201310482241
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月15日 优先权日:2013年10月15日
【发明者】王绍伟, 韩绍顺, 王永良, 陈 峰, 刘玉平 申请人:济南华明生化有限公司