[发明专利]一种高温热管式换热器

说明书

技术领域

本发明涉及高温换热器技术领域，特别是一种高温热管式换热器，可以使冷流体有较高的出口温度。

背景技术

我国工业存在着大量的耗能行业，有很大的节能潜力，余热回收利用是一个有效的途径，现在余热回收领域中被大量使用的高温热管换热器存在着传热不匹配，总体换热系数低，设备笨重，各温区过渡段传热不合理衔接，以及低温区会由于高温引起爆管等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温热管式换热器，可用于高温流体换热，克服现有技术存在的换热系数低，设备笨重等不合理问题。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种高温热管式换热器，其包括筒体、高温热管区、冷流体进口箱、冷流体出口箱、中温热管区、管路和外围接口；

筒体内纵向平行设置高温热管区、中温热管区，高温热管区的高温热管为套管式结构，多根套管式高温热管构成高温热管束；中温热管区的换热管为普通热管，多根普通中温热管构成中温热管束；高温热管区、中温热管区的热管束相互平行设置；

高温热管束上下端相对的筒体上下侧壁各有一通孔，上通孔密封覆有上隔板，下通孔密封覆有下隔板，上下隔板上有多数个通孔；上下隔板通孔内径与套管式高温热管内管外径相适配，每一套管式高温热管的内管上下端伸出上下隔板通孔，或内管上下端与上下隔板在同一平面，高温热管内管两端的外圆分别与上下隔板通孔内缘密封固接；

每一套管式高温热管的外管套于内管外周圆，外管长度小于上下隔板间距离，外管两端分别以上下堵头密封与内管外侧面，内外管间所围成封闭空腔内充有工质；

下隔板下方固接有冷流体进口箱，上隔板上方固接有冷流体出口箱，每一套管式高温热管的内管分别与冷流体进口箱、出口箱相通连；冷流体出口箱顶端有通孔，出口箱通孔外周圆密封固接连接管道入口；

普通热管束与筒体等长，每一普通热管的两端分别与筒体上下侧壁固接，普通热管内腔里充有工质；

筒体内距筒体上侧壁为筒体长度1/4到1/2处，水平设有中隔板，中隔板上有多数个通孔，左侧的多数个通孔与普通热管一一对应，右侧的多数个通孔与套管式高温热管外管一一对应，每一中隔板通孔内径分别与普通热管外径，或与套管式高温热管外管外径相适配，中隔板通孔套设于热管外圆；

每一套管式高温热管外管外圆、或每一普通热管外圆分别与相对应的每一中隔板通孔内缘密封固接；中隔板外周圆与筒体内壁密封固接，使筒体内分为上下流道，上下流道左右两侧各有一开口；

上流道左侧开口外周圆密封固接连接管道出口，上流道右侧开口为冷流体出口；

下流道即为烟气流道。

所述的热管式换热器，其还包括膨胀节，膨胀节位于连接管中，两端与连接管密封固接。

所述的热管式换热器，其所述套管式高温热管外管，为光管，或在外管外侧面设有翅片；普通热管，为光管，或外侧面设有翅片。

所述的热管式换热器，其所述工质，在套管式高温热管内腔中，充装有能在温度高于460℃时稳定工作的工质，适用于高温区工作，为液态金属钠、钾、钠钾合金其中之一；高温热管区径向吸收热流体的热量，使整个高温热管内外侧温度均匀，无“热斑”现象。

所述的热管式换热器，其所述工质，普通热管内充装适用于中温热管区工作的工质，为导热姆A，联苯，导热姆E，萘，汞及水其中之一。

所述的热管式换热器，其所述上、中、下隔板，联合作隔断及支撑用。

所述的热管式换热器，其所述多根套管式高温热管束与多根普通热管束中的热管，数量和长度相等，或不等。

所述的热管式换热器，其工作流程为：

a)冷流体由冷流体入口进入冷流体进口箱，再流入套管式高温热管内管，进入高温热管区，进行第一次加热；

b)同时，热流体从下流道右侧进入，横掠下流道，依次流过高温热管区、中温热管区，将热量传给热管，由左侧排出；

c)被第一次加热后的冷流体，从高温热管区内管流入冷流体出口箱，经出口箱顶端通孔，过连接管道入口流进连接管道，再过连接管道出口，从上流道左侧开口进入上流道；

d)然后，被第一次加热后的冷流体，横掠上流道，依次流过普通热管束上部、套管式高温热管束上部后，冷流体被第二次加热；

e)被第二次加热后的冷流体，由上流道右侧开口流出，进入后续装置。

所述的热管式换热器，其所述c)步中，被第一次加热后的冷流体流过连接管道时，连接管道中的膨胀节缓解金属的热应力。