一种串联混合式气气换热器的制作方法

本实用新型涉及换热器，特别涉及一种串联混合式气气换热器。

背景技术：

换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。气气换热器是热量在两种气体介质之间传递的换热器。

换热管是管式换热器的换热元件，用于两介质之间热量的交换，具有很高的导热性和良好的等温性，可适用于高于1000℃的气气换热工况，其技术缺陷在于：换热效率比板式换热器低，且制造成本较高。

板式换热器是由多个具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器，各个金属片之间形成矩形通道，通过板片进行热量交换。板式换热器与常规的管壳式换热器相比，在相同的流动阻力和泵功率消耗情况下，板式换热器的传热系数更高，在300℃-400℃的工况下对比管式换热器具有更高的换热性能，其技术缺陷在于：在较高温度的工况下使用寿命会缩短，且故障率较高。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种串联混合式气气换热器，在高温气气换热工况下具有较长的使用寿命且具有较高的换热效率。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

一种串联混合式气气换热器，包括第一换热装置、第二换热装置、连通第一换热装置和第二换热装置的高温通道、在第一换热装置内与高温通道进行热交换的第一低温通道和在第二换热装置内与高温通道进行热交换的第二低温通道，第一换热装置为管式换热器，第二换热装置为板式换热器，高温气体在高温通道内先流过第一换热装置再流过第二换热装置，低温气体同时流过第一低温通道和第二低温通道。

作为改进，串联混合式气气换热器还包括与第一低温通道的进气端连接的第一进气管、与第二低温通道的进气端连接的第二进气管、与第一低温通道的出气端连接的第一出气管和与第二低温通道的出气端连接的第二出气管，第一进气管和第二进气管的入口端并联，第一出气管和第二出气管的出口端并联。

作为改进，第二进气管的过流能力大于第一进气管的过流能力，第二出气管的过流能力大于第一出气管的过流能力。

作为改进，第二进气管包括第一直管段和渐缩段，低温气体依次流过第一直管段和渐缩段以后再流入第二低温通道，第一进气管与第一直管段的一侧连通，第二出气管包括第二直管段和渐扩段，低温气体从第二低温通道流出以后再依次流过渐扩段和第二直管段。

作为改进，第一换热装置包括壳体、设在壳体上的管板和贯穿管板的若干换热管，壳体包括第一入口部和第一出口部，高温气体从第一入口部流入壳体内，高温气体在壳体内通过换热管的外壁与换热管发生热交换，高温气体从第一出口部流出壳体。

作为改进，管板包括相对设在壳体两侧的第一管板和第二管板，换热管包括第二入口部、第一换向部、第二换向部和第二出口部，第二入口部贯穿第一管板，第一换向部设在第二管板外，第二换向部的两端分别贯穿第二管板，第二换向部设在第一管板外，第二换向部的两端分别贯穿第一管板，第二出口部贯穿第二管板，高温气体依次流过第二入口部、第一换向部、第二换向部和第二出口部，各个换热管的内腔形成第一低温通道。

作为改进，第二换热装置包括第三入口部、第三出口部和若干板式换热器板片，高温气体从第三入口部流入第二换热装置内，高温气体通过板式换热器板片与低温气体进行换热后从第三出口部流出第二换热装置外。

作为改进，第二换热装置包括第四入口部、第三换向部、第四换向部和第四出口部，板式换热器板片包括第一板片组、第二板片组和第三板片组，高温气体依次流过第三板片组、第二板片组和第一板片组，低温气体依次流过第四入口部、第一板片组、第三换向部、第二板片组、第四换向部、第三板片组和第四出口部，第四入口部、第一板片组、第三换向部、第二板片组、第四换向部、第三板片组和第四出口部形成第二低温通道。

有益效果：第一换热装置为管式换热器，可在高于1000℃的气气换热工况下工作并使高温气体的温度降低，第二换热装置为板式换热器，具有较高的换热效率。第一换热装置和第二换热装置通过不同的结构对高温气体进行分级换热，使串联混合式气气换热器可承受高温气气换热工况，又具有较高的换热效率，有利于延长使用寿命并提高可靠性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的第一换热装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的第二换热装置的结构示意图。

具体实施方式

参照图1至3，一种串联混合式气气换热器，包括第一换热装置1、第二换热装置2、连通第一换热装置1和第二换热装置2的高温通道、在第一换热装置1内与高温通道进行热交换的第一低温通道和在第二换热装置2内与高温通道进行热交换的第二低温通道，第一换热装置1为管式换热器，第二换热装置2为板式换热器，高温气体在高温通道内先流过第一换热装置1再流过第二换热装置2，低温气体同时流过第一低温通道和第二低温通道。第一换热装置1为管式换热器，可在高于1000℃的气气换热工况下工作并使高温气体的温度降低，第二换热装置2为板式换热器，具有较高的换热效率。第一换热装置1和第二换热装置2通过不同的结构对高温气体进行分级换热，使串联混合式气气换热器可承受高温气气换热工况，又具有较高的换热效率，有利于延长使用寿命并提高可靠性。

为了使低温气体同时流过第一低温通道和第二低温通道，串联混合式气气换热器还包括与第一低温通道的进气端连接的第一进气管3、与第二低温通道的进气端连接的第二进气管4、与第一低温通道的出气端连接的第一出气管5和与第二低温通道的出气端连接的第二出气管6，第一进气管3和第二进气管4的入口端并联，第一出气管5和第二出气管6的出口端并联。低温气体从图1所示的A方向进入第二进气管4，再同时从B方向进入第一进气管3并从C方向进入第二换热装置2。

为了提高第二换热装置2的换热效率，第二进气管4的过流能力大于第一进气管3的过流能力，第二出气管的过流能力大于第一出气管的过流能力。本实施例的第二进气管4的内径大于第一进气管3的内径。

为了调节低温气体流过串联混合式气气换热器的速率，第二进气管4包括第一直管段7和渐缩段8，低温气体依次流过第一直管段7和渐缩段8以后再沿图1所示的A和C方向流入第二低温通道，第一进气管3与第一直管段7的一侧连通，第二出气管6包括第二直管段9和渐扩段10，低温气体从第二低温通道流出以后再依次流过渐扩段10和第二直管段9，最后沿图1所示的E和F方向流出第二出气管6。

为了提高串联混合式气气换热器对高温气气换热工况的耐受能力，第一换热装置1包括壳体11、设在壳体11上的管板和贯穿管板的若干换热管，壳体11包括第一入口部12和第一出口部13，高温气体从第一入口部12沿图2所示的G方向流入壳体11内，高温气体在壳体11内通过换热管的外壁与换热管发生热交换，高温气体从第一出口部13沿图2所示的H方向流出壳体11。

为了延长第一低温通道的长度并改善第一换热装置1的换热效果，管板包括相对设在壳体11两侧的第一管板14和第二管板15，换热管包括第二入口部16、第一换向部17、第二换向部18和第二出口部19，第二入口部16贯穿第一管板14，第一换向部17设在第二管板15外，第二换向部18的两端分别贯穿第二管板15，第二换向部18设在第一管板14外，第二换向部18的两端分别贯穿第一管板14，第二出口部19贯穿第二管板15，高温气体沿图2所示的B-I-J-D方向依次流过第二入口部16、第一换向部17、第二换向部18和第二出口部19，各个换热管的内腔形成第一低温通道。

本实施例的第二换热装置2包括第三入口部、第三出口部和若干板式换热器板片，高温气体从第三入口部沿图3所示的C方向流入第二换热装置2内，高温气体通过板式换热器板片与低温气体进行换热后从第三出口部沿图3所示的E方向流出第二换热装置2外。

为了延长第二低温通道的长度并改善第二换热装置2的换热效果，第二换热装置2包括第四入口部20、第三换向部21、第四换向部22和第四出口部23，板式换热器板片包括第一板片组24、第二板片组25和第三板片组26，高温气体依次流过第三板片组26、第二板片组25和第一板片组24，低温气体沿图3所示的C-K-L-E方向依次流过第四入口部20、第一板片组24、第三换向部21、第二板片组25、第四换向部22、第三板片组26和第四出口部23，第四入口部20、第一板片组24、第三换向部21、第二板片组25、第四换向部22、第三板片组26和第四出口部23形成第二低温通道。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。