能够冷热介质快速切换的高效换热结构的制作方法

1.本实用新型属于换热设备领域，特别涉及一种能够冷热介质快速切换的高效换热结构。


背景技术：

2.在氯碱工业的盐水工序中，为了保证化盐水溶解固体盐的速度以及盐水的浓度的稳定，需要将化盐水稳定的控制在60℃左右。但由于化盐水的来源复杂，有80℃左右的脱氯淡盐水、60℃左右的回收盐水、40℃左右的盐泥滤水、常温的生产水和树脂再生废水等，并且各种化盐水的来源时间不固定，因此在实际生产过程中，化盐水需要频繁的切换蒸汽和循环水进行加热或冷却。
3.在一般的设计中（如图4所示），蒸汽与循环水共用一个换热器，在需要加热或冷却时进行在线切换。但是这种设计存在以下问题：一、一般循环水的洁净度不高，在频繁的循环水、蒸汽切换过程中，会使得换热器内残留的循环水快速蒸发，从而在换热板片上结下一层垢，长此以往会堵塞换热器影响换热效率；二、当循环水切换至蒸汽时，常常会因为管道设备内的循环水不能完全的排尽、内部温度较低，导致送入蒸汽后管道设备发生剧烈的撞管现象，损坏设备；三、进行切换时，需要停下当前换热介质，并进行排液等处理后才能进行切换，因此化盐水的换热过程存在一个真空期，影响了盐水质量的控制。


技术实现要素：

4.鉴于背景技术所存在的技术问题，本实用新型所提供的能够冷热介质快速切换的高效换热结构，有效地解决了因切换循环水蒸汽时，循环水易蒸发结垢、残留循环水引发蒸汽撞管、切换需要排液等处理操作耽误化盐水热交换过程的问题，从而维持了氯碱盐水工序中盐水质量的稳定。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采取了如下技术方案来实现：
6.一种能够冷热介质快速切换的高效换热结构，包括板片式换热器，板片式换热器上连接有蒸汽进管道、循环水进管道、循环水出管道、化盐水进管道、化盐水出管道，蒸汽进管道和循环水进管道共同连通一根混合管道并通过混合管道与板片式换热器连通，蒸汽进管道上设有蒸汽支管，化盐水进管道上设有化盐水支管，化盐水支管和蒸汽支管分别与三通换热结构的两个入口连通，三通换热结构出口通过管道与化盐水出管道连通；化盐水支管和蒸汽支管上均设有控制阀。
7.优选的方案中，所述的三通换热结构内设有蒸汽分布管，蒸汽分布管与蒸汽支管连通。
8.优选的方案中，所述的蒸汽分布管为圆柱形网状结构。
9.优选的方案中，所述的蒸汽支管上设有蒸汽疏水阀，蒸汽疏水阀位于控制阀的输出端。
10.优选的方案中，所述的蒸汽支管上设有止回阀，止回阀位于三通换热结构入口端。
11.优选的方案中，所述的止回阀为重力式的止回阀，安装方向与地面垂直。
12.优选的方案中，所述的三通换热结构出口设有控制阀。
13.本专利可达到以下有益效果：
14.本实用新型通过新增一个旁路换热结构，即三通换热结构，有效地解决了因切换循环水蒸汽时，循环水易蒸发结垢、残留循环水引发蒸汽撞管、切换需要排液等处理操作耽误化盐水热交换过程的问题，从而维持了氯碱盐水工序中盐水质量的稳定。
附图说明
15.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
16.图1为本实用新型工艺图；
17.图2为本实用新型三通换热结构三维图图一;
18.图3为本实用新型三通换热结构三维图图二；
19.图4为现有化盐水换热装置的设计示意图。
20.图中：板片式换热器1，化盐水支管 2，蒸汽支管3，控制阀4，止回阀5，蒸汽疏水阀6，三通换热结构7，蒸汽分布管8。
具体实施方式
21.优选的方案如图1至图3所示，一种能够冷热介质快速切换的高效换热结构，包括板片式换热器1，板片式换热器1上连接有蒸汽进管道、循环水进管道、循环水出管道、化盐水进管道、化盐水出管道，蒸汽进管道和循环水进管道共同连通一根混合管道并通过混合管道与板片式换热器1连通，蒸汽进管道上设有蒸汽支管3，化盐水进管道上设有化盐水支管2，化盐水支管2和蒸汽支管3分别与三通换热结构7的两个入口连通，三通换热结构7出口通过管道与化盐水出管道连通；化盐水支管2和蒸汽支管3上均设有控制阀4。
22.如图4所示，是现有化盐水换热装置的设计示意图，化盐水通过一个板片式换热器进行热交换，换热器的冷源为循环水、热源为蒸汽，循环水和蒸汽共用一根管线，在需要切换换热介质时需要将原先的换热介质阀门关闭并将管道设备内的残留排尽、并充分暖管后才能进行切换。这种设计存在三个问题：一、一般工业生产中循环水的洁净度不高，在频繁循环水、蒸汽切换后，很容易使残留的循环水快速蒸发而结垢，长此以往会严重堵塞换热器，降低换热效率；二、在实际使用中，设备管道内的积水很难排尽，尤其是板片式换热器更是如此，从而使得在切换至蒸汽后撞管剧烈；三、这种切换方式需要将原先换热介质关闭、排液、暖管后才能进行切换，存在化盐水热交换的真空期，对盐水质量的控制有一定的影响。
23.如图1所示，是本实用新型的结构简图，在化盐水管道和蒸汽管道上开辟一根支路，支路的终端连接一个三通换热结构，主路板片式换热器只使用冷源循环水，开辟的支路上只使用热源蒸汽，通过这种方式避免了冷热介质在同一根管道上易发生蒸汽撞管、换热器内易结垢以及切换时存在化盐水热交换真空期的问题。
24.为了保证化盐水能够在循环水侧和蒸汽侧随时切换，在化盐水支路管线和蒸汽支路管线上增加的控制阀，该控制阀为手动控制阀，在需要切换时只需将上述阀门打开或关闭即可。
25.为了避免某些情况下化盐水压力超过了蒸汽压力，化盐水反窜入蒸汽管道中造成事故，在蒸汽支路管线上安装一个止回阀。因使用的蒸汽为减温减压蒸汽，止回阀选型选重力式的止回阀，安装方向为与地面垂直方向。
26.考虑到蒸汽支路管线上同样也存在积水的可能，在手动控制阀后、止回阀阀前加装一个蒸汽疏水阀，用以在准备切换蒸汽加热前排尽管道内积水，避免送入蒸汽后出现蒸汽撞管现象。
27.考虑到化盐水中含有较高浓度的氯酸盐和次氯酸盐，在与蒸汽这种高温物质接触时易分解出氯气、盐酸等物质，而盐水工序中常用的钢衬po、钢衬低钙镁橡胶、pvc等材质无法承受这种工作环境，因此将三通换热结构的主体材质换成了ta2钛合金材质。
28.为了保证蒸汽能够在三通换热结构中与化盐水充分接触，提高换热效率。在三通换热结构的内部安装了一个蒸汽分布管，分布管的为圆柱形网状结构，直径稍为短于三通蒸汽端口使得其刚好插入三通中。蒸汽分布管的材质用与三通主体材质相同的ta2钛合金，以焊接的方式焊接在三通蒸汽端接口上。
29.上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种能够冷热介质快速切换的高效换热结构，包括板片式换热器（1），板片式换热器（1）上连接有蒸汽进管道、循环水进管道、循环水出管道、化盐水进管道、化盐水出管道，蒸汽进管道和循环水进管道共同连通一根混合管道并通过混合管道与板片式换热器（1）连通，其特征在于：蒸汽进管道上设有蒸汽支管（3），化盐水进管道上设有化盐水支管（2），化盐水支管（2）和蒸汽支管（3）分别与三通换热结构（7）的两个入口连通，三通换热结构（7）出口通过管道与化盐水出管道连通；化盐水支管（2）和蒸汽支管（3）上均设有控制阀（4）。2.根据权利要求1所述的能够冷热介质快速切换的高效换热结构，其特征在于：三通换热结构（7）内设有蒸汽分布管（8），蒸汽分布管（8）与蒸汽支管（3）连通。3.根据权利要求2所述的能够冷热介质快速切换的高效换热结构，其特征在于：蒸汽分布管（8）为圆柱形网状结构。4.根据权利要求1所述的能够冷热介质快速切换的高效换热结构，其特征在于：蒸汽支管（3）上设有蒸汽疏水阀（6），蒸汽疏水阀（6）位于控制阀（4）的输出端。5.根据权利要求1所述的能够冷热介质快速切换的高效换热结构，其特征在于：蒸汽支管（3）上设有止回阀（5），止回阀（5）位于三通换热结构（7）入口端。6.根据权利要求1所述的能够冷热介质快速切换的高效换热结构，其特征在于：止回阀（5）为重力式的止回阀，安装方向与地面垂直。7.根据权利要求1所述的能够冷热介质快速切换的高效换热结构，其特征在于：三通换热结构（7）出口设有控制阀（4）。

技术总结
一种能够冷热介质快速切换的高效换热结构，包括板片式换热器，板片式换热器上连接有蒸汽进管道、循环水进管道、循环水出管道、化盐水进管道、化盐水出管道，蒸汽进管道和循环水进管道共同连通一根混合管道并通过混合管道与板片式换热器连通，蒸汽进管道上设有蒸汽支管，化盐水进管道上设有化盐水支管，化盐水支管和蒸汽支管分别与三通换热结构的两个入口连通，三通换热结构出口通过管道与化盐水出管道连通；化盐水支管和蒸汽支管上均设有控制阀。本实用新型有效地解决了因切换循环水蒸汽时，循环水易蒸发结垢、残留循环水引发蒸汽撞管、切换需要排液等处理操作耽误化盐水热交换过程的问题，从而维持了氯碱盐水工序中盐水质量的稳定。量的稳定。量的稳定。


技术研发人员：王冠 戴文俊 付垒 屈剑 毛智强 王瀚 周涛 费信怀 杨冰峰 吴启程
受保护的技术使用者：湖北兴发环保科技有限公司
技术研发日：2021.06.23
技术公布日：2021/12/28