一种蛇形翅片管换热器的制作方法

本实用新型涉及多晶硅生产及精馏提纯的技术领域,尤其涉及一种蛇形翅片管换热器。

背景技术：

目前常用的多晶硅生产线需要在精馏区中对原料三氯氢硅进行高度提纯的精馏提纯工艺，而在此过程中则需要对物料进行多次蒸发冷凝以达到所需的纯度，为此必须采用合适的冷凝器完成冷凝工序。

当前业界普遍采用固定管板的管壳式列管换热器作为冷凝器，而采用管壳式列管换热器通常需要配置大量的传热管，传热管的数目越多，由于制造中的微小缺陷、设备运行中温度差带来的热应力等原因可能导致换热器出现泄漏的可能性就越大；任何一台换热器泄露都会造成整个精馏装置停车，耽误生产进度；另外，泄露后的三氯氢硅物料也会受到污染而无法使用，而且，三氯氢硅与循环水发生混合后会生成对设备有强烈腐蚀作用的盐酸及能堵塞住换热器的二氧化硅，造成巨大的经济损失。

另一方面，当前业界普遍采用的换热器结构尺寸较大，未充分利用换热器筒体内部空间，换热效率有待提高。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种蛇形翅片管换热器，通过采用蛇形翅片结构来降低因传热管过多及换热器结构间热应力造成泄漏的概率，提高换热器的尺寸适应性和空间利用率。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种蛇形翅片管换热器，包括：换热器筒体，所述换热器筒体的两端分别由封头密封，所述换热器筒体上设置有物料进口和物料出口，所述物料进口设置于靠近所述换热器筒体的一端，所述物料出口设置于靠近所述换热器筒体的另一端，并且所述物料进口相对位于所述物料出口的上方；蛇形翅片管，所述蛇形翅片管设置于所述换热器筒体内，所述蛇形翅片管在所述换热器筒体内以S形的方式往返弯折设置；所述蛇形翅片管包括进液口和出液口，所述进液口连接有连通至所述换热器筒体外部的进液管，所述出液口连接有连通至所述换热器筒体外部的出液管。

优选地，所述蛇形翅片管的数量为多个，多个所述蛇形翅片管在所述换热器筒体内并排设置。

优选地，所述蛇形翅片管换热器还包括进液联箱和出液联箱，所述进液联箱和出液联箱分别位于所述换热器筒体的外部，所述进液联箱通过多个所述进液管一一对应地连接到多个所述蛇形翅片管的进液口，所述出液联箱通过多个所述出液管一一对应地连接到多个所述蛇形翅片管的出液口。

优选地，所述蛇形翅片管在所述换热器筒体的两端之间以S形的方式往返弯折设置，所述蛇形翅片管的直线段朝向所述换热器筒体的长度方向延伸。

优选地，所述进液联箱上设置有传热介质进口，所述出液联箱上设置有传热介质出口。

优选地，所述物料进口设置于所述换热器筒体的顶部，所述物料出口设置于所述换热器筒体的底部。

优选地，所述封头与所述换热器筒体之间通过法兰相互连接。

优选地，所述换热器筒体内还设置有支撑架，所述支撑架用于支撑固定所述蛇形翅片管。

相比于现有技术，本实用新型实施例提供的蛇形翅片管换热器，蛇形翅片管较现有技术的传热管有着更大的换热面积，达到同样的换热性能所需的传热管数量大幅减少，从而降低了传热管损坏及焊缝损坏导致泄漏的概率；采用蛇形翅片管的结构能避免由于换热器筒体与传热管之间的温度差异产生热应力，进而避免热应力破坏换热器的结构，发生泄漏；蛇形翅片管结构方便根据不同换热器的尺寸大小要求进行调整，采用蛇形翅片管的结构有效地提高了空间利用率。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的蛇形翅片管换热器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的蛇形翅片管换热器侧面的剖视图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本实用新型的实施方式仅仅是示例性的，并且本实用新型并不限于这些实施方式。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

参考图1和图2，本实用新型实施例提供了一种蛇形翅片管换热器。如图1所示，蛇形翅片管换热器包括换热器筒体1和蛇形翅片管2。其中，换热器筒体1两端分别由封头11密封，换热器筒体1上设置有物料进口12和物料出口13，物料进口12设置于靠近换热器筒体1的一端，物料出口13设置于靠近换热器筒体1的另一端，并且物料进口12相对位于物料出口13的上方。而蛇形翅片管2设置于换热器筒体1内，蛇形翅片管2在换热器筒体1内以S形的方式往返弯折设置，蛇形翅片管2包括进液口21和出液口22，进液口21连接有连通至换热器筒体1外部的进液管3，出液口22连接有连通至换热器筒体1外部的出液管4。其中，所述物料进口12设置于所述换热器筒体1的顶部，所述物料出口13设置于所述换热器筒体1的底部。

进一步地，蛇形翅片管2的数量为多个，多个蛇形翅片管2在换热器筒体1内并排设置。蛇形翅片管换热器还包括进液联箱5和出液联箱6，进液联箱5和出液联箱6分别位于换热器筒体1的外部，进液联箱5通过多个进液管3一一对应地连接到多个蛇形翅片管2的进液口21，出液联箱6通过多个出液管4一一对应地连接到多个蛇形翅片管2的出液口22。其中，采用进液联箱5和出液联箱6连接在多个蛇形翅片管2的进液口21和出液口22，可以使得多个蛇形翅片管2内的传热介质的流速和压力趋于一致，提高换热效率并增加安全性。

其中，蛇形翅片管换热器还包括传热介质进口8和传热介质出口9，所述传热介质进口8和传热介质出口9分别位于所述换热器筒体1的外部，所述传热介质进口8连接到所述进液联箱5，所述传热介质出口9连接到所述出液联箱6。所述蛇形翅片管2在所述换热器筒体1的两端之间以S形的方式往返弯折设置，所述蛇形翅片管2的直线段朝向所述换热器筒体1的长度方向延伸。

进一步地，封头11与所述换热器筒体1之间通过法兰14相互连接。所述换热器筒体1内还设置有支撑架7，所述支撑架7用于支撑固定所述蛇形翅片管2。

图2示出了本实用新型实施例提供的蛇形翅片管换热器侧面的剖视图，在本实施例中，所述蛇形翅片管2的数量为多个，由各自的进液口21到各自的出液口22，以直线段朝向所述换热器筒体1的长度方向延伸，并在所述换热器筒体1的两端之间以S形的方式往返弯折设置多层形成蛇形结构。由换热器筒体1内的支撑架7支撑固定上述的蛇形翅片管2，换热器筒体1上连接着法兰14，所述物料进口12和所述物料出口13分别设置在换热器筒体1的顶部和底部。

在本实施例中，作为传热介质的循环水从传热介质进口8经进口联箱5分流到各个蛇形翅片管换热器的进液管3中，再从与进液管3连接的进液口21进入到各个蛇形翅片管2中，循环水沿蛇形翅片管2的绕行路径流动，完成换热的各个蛇形翅片管2中的循环水分别从各自出液口22流出，并在出口联箱6处汇流，最终到达传热介质出口9，离开蛇形翅片管换热器。在这过程中，作为物料的三氯氢硅蒸气从物料进口12进入到换热器筒体1的内部，三氯氢硅蒸气接触到换热器筒体1内低温的翅片蛇形管2的外壁后发生放热凝结成为液体，得到冷凝的三氯氢硅凝结液凭借重力到达位于换热器筒体1底部，最终从物料出口13处离开蛇形翅片管换热器。

本实用新型实施例提供的蛇形翅片管换热器，通过采用上述的蛇形翅片结构，降低了传统多晶硅生产线上采用的换热器中因传热管过多及换热器结构间热应力造成泄漏的概率，提高了换热器的尺寸适应性和空间利用率，有利于多晶硅相关产业的发展。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，比如所述蛇形翅片管换热器的绕行方式可以根据实际需要进行改动，对于这些改动和润饰，也应视为本申请的保护范围。