一种气‑气式换热器的制作方法

本实用新型涉及换热设备技术领域，具体地指一种气-气式换热器。

背景技术：

随着石油、煤炭等的日益枯竭，能源问题日益突显于人们面前，除了开发新能源外，现有能源的节约和再利用也成为人们研究的重点领域。

在能源利用技术中，换热器是供冷热流体相互之间交换热量而又不直接接触的一种设备，其中的管式气气换热器在燃煤锅炉、垃圾焚烧发电等领域具有广泛的应用。

现有技术中，往往只采用金属板来分隔烟气，时间长了易造成板材的腐蚀，并且，密封件长期暴露在烟气的环境下，亦容易失效。

还有技术采用氟塑料制成的换热管配合聚四氟乙烯内衬板来克服烟气腐蚀的问题，但对于大尺寸的换热管来说，起支撑强度以及由热证冷缩所导致的换热管回缩问题也有待于解决。

授权公告号为CN 205138295 U的中国实用新型专利公开了一种管式气气换热器的顶板，采用上下设置的氟塑料衬板及紧固孔来固定换热管，其对换热管的支撑强度有限，不宜应用在大型的气气换热器中。

授权公告号为CN 202814194 U的中国实用新型专利公开了一种管式气气换热器的底板，其包括底部孔板，底部孔板上焊接有换热管，以此来固定换热管，防止其收缩回换热器的壳程内，该方式采用了焊接工艺，较为麻烦，且换热管无可移动的空间，长期使用后，焊接处的材料易产生疲劳，进而断裂，影响换热器的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是要提供一种气-气式换热器，其适用于大处理量的气-气式烟气换热器，结构合理，对换热管的支撑强度大且合理的解决了换热管冷缩回收的问题。

为实现上述目的，本实用新型所设计的一种气-气式换热器，包括上端的上板密封部和下端的下板密封部，以及设置于所述上板密封部和所述下板密封部之间的若干根换热管，所述若干根换热管形成换热管束，所述换热管束的四周设置有壳程流体入口和壳程流体出口，以及将所述壳程流体入口和所述壳程流体出口分隔出来的侧板；

所述侧板上在竖向方向上设置有若干层换热管孔板，所述换热管孔板由耐腐蚀材料制成，所述换热管穿过所述换热管孔板被安置在换热器内；

所述侧板通常平行且相对的设置，壳程的烟气贯通两个侧板所形成的通道，那么壳程烟气的入口为壳程流体入口，壳程烟气的出口为壳程流体出口。

所述换热管孔板为聚四氟乙烯材料制成，质轻、耐腐蚀且成本低廉。

所述上板密封部由若干个单换热管密封结构组合而成，每一个单换热管密封结构包括换热管支撑部以及位于所述换热管支撑部下方的上板高压气密封部；所述换热管支撑部包括第一上孔板，所述第一上孔板上设置有供换热管穿过的第一上孔，所述第一上孔板上还设置有支撑件，所述支撑件的下部与所述第一上孔的外沿相接触，所述换热管位于所述支撑部的部分设置有内衬管，且所述换热管的上沿卡接在所述支撑件上；所述第一上孔板的下方设置有与其相间隔的第二上孔板，所述第二上孔板上开设有第二上孔，所述第二上孔与所述第一上孔相适配使得所述换热管竖直的贯穿所述第一上孔板和所述第二上孔板；所述上板高压气密封部位于所述第一上孔板和所述第二上孔板之间的夹层空间内，包括部分换热管和套接在换热管上的上板密封套管，所述上板密封套管上开设有上板高压气入孔；

所述下板密封部亦由若干个单换热管密封结构组合而成，每一个单换热管密封结构包括换热管限位部以及位于所述换热管限位部上方的下板高压气密封部；换热管限位部包括第一下孔板，所述第一下孔板上设置有供换热管穿过的第一下孔，所述第一下孔板的下表面、第一下孔的边缘处还设置有限位凸起，所述换热管的下端设置有限位部，所述换热管遇冷收缩时，所述限位凸起通过阻挡所述限位部实现对所述换热管的限位；所述第一下孔板的上方设置有与其相间隔的第二下孔板，所述第二下孔板上开设有第二下孔，所述第二下孔与所述第一下孔相适配使得所述换热管竖直的贯穿所述第一下孔板和所述第二下孔板；所述下板高压气密封部位于所述第一下孔板和所述第二下孔板之间的夹层空间内，包括部分换热管和套接在换热管上的下板密封套管，所述下板密封套管上开设有下板高压气入孔。

换热管采用防腐材料制成，通常由聚四氟乙烯材料制成。

实际运行时，在所述下板密封套管和所述上板密封套管所在处充入表压约500Pa的高压气体，高压气体沿上板高压气入孔和下板高压气入孔进入到壳程内的换热烟气中，并形成风幕，有效防止换热烟气从换热管的上部泄漏。

作为上述技术方案的优选，所述支撑件一体设置，包括位于下部且支撑的设置在所述第一上孔板上的环状支撑部，以及位于上部的与所述换热管的外壁相贴合的筒状支撑部。

作为上述技术方案的优选，所述换热管的上沿设置有向外翻折的上折边，所述上折边与所述换热管的上壁形成挂钩结构，所述换热管通过所述挂钩结构挂接在所述筒状支撑部上。

环状支撑部用于将换热管的重力传导至第一上孔板上，提供有效支撑，筒状支撑部用于提供挂钩结构挂住的支撑部位，并在箍圈的配合下紧紧包覆住换热管的外壁。

作为上述技术方案的优选，所述支撑件为花齿卡箍，即所述筒状支撑部上包括有若干齿状的空缺。

齿状的空缺一方面节约了材料成本，另一方面方便平面的材料直接加工成一体的环状支撑部和筒状支撑部结构，节约了生产成本。

作为上述技术方案的优选，所述挂钩结构外设置有箍圈。

作为上述技术方案的优选，所述内衬管为硬质的金属管，其上部延伸出所述换热管处设置有挡圈。

内衬管的作用至关重要，首先其防止换热管的上端受挤压发生形变，失去密封的基础，其次内衬管为支撑件、箍圈等提供了可供压合密封的支撑基础，内衬管上端的挡圈能够箍圈、上折边和支撑件起到遮盖的作用，防止其脱落，并能保护相对较软的换热管上端部分。

作为上述技术方案的优选，所述内衬管的下部包括有与所述上板密封套管相重叠的重叠部。

盖重叠部使得内衬管不易左右晃动，而受到上板密封套管的限制，整体的密封结构更加稳固。

作为上述技术方案的优选，所述限位部为所述换热管的下沿向外翻折形成的下折边，所述下折边与所述换热管的外壁形成卡槽结构，所述限位凸起限位时卡接入所述卡槽结构中。

作为上述技术方案的优选，所述限位凸起的外表面为弯曲的弧面，并从上至下向内收拢。

限位凸起卡接入卡槽结构时，与逐渐向内收拢的限位凸起的外表面相接触，收缩的力越大，则下折边与限位凸起的结合越紧密，随着限位凸起外表面的弯曲，其所受的摩擦力和材料本身的回弹力也越大，即在换热管收缩至与限位凸起相接触开始，限位凸起的结构会提供换热管形变的缓冲余地，其对换热管的限制力度是逐渐加大的，这样换热管形变的应力得到释放，不会积累，亦不易损坏。

作为上述技术方案的优选，所述上板密封套管的上端焊接在所述第一上孔板上，下端焊接在所述第二上孔板上；所述下板密封套管的上端焊接在所述第二下孔板上，下端焊接在所述第一上孔板上。

作为上述技术方案的优选，所述第二上孔板的下方衬有上板防腐层；所述第二下孔板的下方衬有下板防腐层。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）该气-气式换热器的上板密封结构对换热管的支撑强度大，可用于大规模、单根换热管较重的换热设备中，实现节能系统的集成化；

（2）该气-气式换热器的下板密封结构利用换热管本身和下孔板形成卡接结构，只在收缩时对换热管进行限制，能够防止换热管收缩的同时，亦不会有焊接处材料疲劳的问题，结构简单、经久耐用；

（3）该气-气式换热器采用高压风幕形成密封，确保壳程内的烟气不会泄露，也不会腐蚀密封结构；

（4）该气-气式换热器结构较为简单，生产成本低，易实现大规模的应用。

附图说明

图1为气-气式换热器立体结构示意图。

图2为气-气式换热器上板密封结构的剖面示意图。

图3为气-气式换热器下板密封结构的剖面示意图。

图4为气-气式换热器上板密封结构的立体示意图。

图5为气-气式换热器下板密封结构的立体示意图。

图中：换热管a、上折边a-1、限位部a-2、上板密封部1、换热管支撑部11、第一上孔板111、支撑件112、环状支撑部1121、筒状支撑部1122、内衬管113、挡圈1131、箍圈114、上板高压气密封部12、第二上孔板121、上板密封套管122、上板高压气入孔1221、上板防腐层123、下板密封部2、换热管限位部21、第一下孔板211、限位凸起212、下板高压气密封部22、第二下孔板221、下板密封套管222、下板高压气入孔2221、下板防腐层223、壳程流体入口3、壳程流体出口4、侧板5、换热管孔板6。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

实施例1：参考图1、图2和图3，一种气-气式换热器，包括上端的上板密封部1和下端的下板密封部2，以及设置于所述上板密封部1和所述下板密封部2之间的若干根换热管a，所述若干根换热管a形成换热管束，所述换热管束的四周设置有壳程流体入口3和壳程流体出口4，以及将所述壳程流体入口3和所述壳程流体出口4分隔出来的侧板5；

所述侧板5上在竖向方向上设置有若干层换热管孔板6，所述换热管孔板6由耐腐蚀的PTFE材料制成，所述换热管a穿过所述换热管孔板6被安置在换热器内；

所述上板密封部1由若干个单换热管密封结构组合而成，每一个单换热管密封结构包括换热管支撑部11以及位于所述换热管支撑部11下方的上板高压气密封部12；所述换热管支撑部11包括第一上孔板111，所述第一上孔板111上设置有供换热管a穿过的第一上孔，所述第一上孔板111上还设置有支撑件112，所述支撑件112一体设置，包括位于下部且支撑的设置在所述第一上孔板111上的环状支撑部1121，以及位于上部的与所述换热管a的外壁相贴合的筒状支撑部1122，所述环状支撑部1121与所述第一上孔的外沿相接触；所述换热管a的上沿设置有向外翻折的上折边a-1，所述上折边a-1与所述换热管a的上壁形成挂钩结构，所述换热管a通过所述挂钩结构挂接在所述筒状支撑部1122上，所述挂钩结构外还设置有弹性的箍圈114；

所述换热管a位于所述支撑部11的部分设置有硬质的金属内衬管113，其上部延伸出所述换热管a处设置有挡圈1131；

所述第一上孔板111的下方设置有与其相间隔的第二上孔板121，所述第二上孔板121上开设有第二上孔，所述第二上孔与所述第一上孔相适配使得所述换热管a竖直的贯穿所述第一上孔板111和所述第二上孔板121；所述上板高压气密封部12位于所述第一上孔板111和所述第二上孔板121之间的夹层空间内，包括部分换热管a和套接在换热管a上的上板密封套管122，所述上板密封套管122上开设有上板高压气入孔1221；

所述内衬管113的下部包括有与所述上板密封套管122相重叠的重叠部；

所述下板密封部2亦由若干个单换热管密封结构组合而成，每一个单换热管密封结构包括换热管限位部21以及位于所述换热管限位部21上方的下板高压气密封部22；换热管限位部21包括第一下孔板211，所述第一下孔板211上设置有供换热管a穿过的第一下孔，所述第一下孔板211的下表面、第一下孔的边缘处还设置有限位凸起212，所述限位凸起212的外表面为弯曲的弧面，并从上至下向内收拢；

所述换热管a的下端设置有限位部a-2，所述限位部a-2为所述换热管a的下沿向外翻折形成的下折边，所述下折边与所述换热管a的外壁形成卡槽结构，所述限位凸起212限位时卡接入所述卡槽结构中；

所述第一下孔板211的上方设置有与其相间隔的第二下孔板221，所述第二下孔板221上开设有第二下孔，所述第二下孔与所述第一下孔相适配使得所述换热管a竖直的贯穿所述第一下孔板211和所述第二下孔板221；所述下板高压气密封部22位于所述第一下孔板211和所述第二下孔板221之间的夹层空间内，包括部分换热管a和套接在换热管a上的下板密封套管222，所述下板密封套管222上开设有下板高压气入孔2221；

所述上板密封套管122的上端焊接在所述第一上孔板111上，下端焊接在所述第二上孔板121上；所述下板密封套管222的上端焊接在所述第二下孔板221上，下端焊接在所述第一上孔板211上。

实施例2：参考图1、图2和图3，与实施例1的不同之处在于，所述支撑件112为花齿卡箍，即所述筒状支撑部1122上包括有若干齿状的空缺。

实施例3：参考图1、图2和图3，与实施例1的不同之处在于，所述第二上孔板121的下方衬有上板防腐层123；所述第二下孔板221的下方衬有下板防腐层223，所述上板防腐层123与所述下板防腐层223由PTFE材料制成。