[发明专利]换热器

说明书

技术领域

本发明涉及换热器，且具体地，涉及用在高温高压场合中的适于含杂质流体进行热交换的换热器。

背景技术

热管是依靠自身内部工作液体相变来实现传热的传热元件。热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室的乔治格罗佛(George Grover)发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。

目前用于高温高压场合的换热器通常为套管式换热器或管壳式换热器，在换热器的外壳内设置有多个管道，管道内的空间可以被称为管程，而管道和外壳之间的空间可被称为壳程，其中，例如，热物料走壳程，冷物料走管程，冷、热物料为同种含杂质流体，利用热物料的热量对冷物料进行加热，达到余热回收的效果。但是，当套管式换热器或管壳式换热器的管程和壳程中都走含杂质的流体时，由于壳程中的死角多，很容易被堵塞且不易清理。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题和缺陷中的至少一个方面。

根据本发明的一个方面，提供了一种换热器，包括：

壳体，具有外侧面、顶部内壁和底部内壁；

设置在所述壳体内的隔板，该隔板将所述壳体的内部空间分隔成分别填充有换热介质的上部热介质分布室和下部冷介质分布室；

设置在上部热介质分布室中的冷物料管，适于使冷物料从中输送通过并与上部热介质分布室内的换热介质进行热交换；

设置在下部冷介质分布室中的热物料管，适于使热物料从中输送通过并与下部冷介质分布室内的换热介质进行热交换；和

连通上部热介质分布室和下部冷介质分布室的至少一个第一连通装置和至少一个第二连通装置，

其中上部热介质分布室内的换热介质在与冷物料管中输送的冷物料进行热交换并冷却之后通过所述至少一个第二连通装置进入下部冷介质分布室，并且

其中下部冷介质分布室内的换热介质在与热物料管中输送的热物料进行热交换并被加热之后通过所述至少一个第一连通装置进入上部热介质分布室。

较佳地，在上述换热器中，所述至少一个第一连通装置具有位于下部冷介质分布室内的进口和位于上部热介质分布室内的出口，并且设置成贯穿所述隔板并在上部热介质分布室的内部从所述隔板向着所述出口延伸的管状结构。例如，所述进口位于下部冷介质分布室的内侧顶部，所述出口接近上部热介质分布室的内侧顶部。

较佳地，在上述换热器中，所述至少一个第一连通装置为热管，所述热管与所述隔板密封连接，所述热管的进口端口的横截面与所述隔板处于同一平面，所述热管的出口端口设置在所述上部热介质分布室的上部且接近顶部内壁的位置。

较佳地，在上述换热器中，所述至少一个第一连通装置可以设置在所述壳体的外侧，并从下部冷介质分布室的外侧面上部延伸至上部热介质分布室的外侧面上部。

较佳地，在上述换热器中，所述第一连通装置和所述第二连通装置中的至少一种可以为导管形式，优选为热管。

较佳地，上述换热器还可以包括筒状挡板，设置在所述上部热介质分布室内并从所述隔板向所述壳体的顶部内壁延伸，以围绕所述冷物料管的与换热介质进行热交换的部分，并将所述上部热介质分布室分成中间热交换区域和位于筒状挡板和所述壳体的内侧壁之间的换热介质流出区域，所述中间热交换区域和换热介质流出区域通过所述挡板的顶端与所述壳体的顶部内壁之间的空隙流体连通，并且所述至少一个第二连通装置流体连通所述热介质流出区域和所述下部冷介质分布室，并且所述至少一个第一连通装置包括多个通孔，所述多个通孔设置在所述隔板的位于所述筒状挡板内的部分中，以流体连通所述中间热交换区域和所述下部冷介质分布室。在这种结构中，其中，下部冷介质分布室内的换热介质在与热物料管中输送的热物料进行热交换并被加热之后通过所述多个通孔进入所述中间热交换区域，并在与冷物料管中输送的冷物料进行热交换并冷却之后进入所述换热介质流出区域，以通过所述至少一个第二连通装置再次进入下部冷介质分布室。

较佳地，在上述换热器中，所述筒状挡板的顶端可以高于最上面的冷物料管。