[实用新型]功能梯度材料制备的换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种由功能梯度材料制备的换热器。 

背景技术

在石油化工领域，经常用到换热器。换热器主要由设备筒体、固定管板以及换热管组成。这种换热器是目前国内外通用的一种石油化工设备，分管壳程，用管程（或壳程）流入的介质做热源，通过换热管进行换热，以提高壳程（或管程）流入的介质。这种换热器存在的一个很重要的问题就是换热效果较差。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种功能梯度材料制备的换热器，以解决有效提高换热 

器换热效果，从而能提高能量的利用率及设备的安全性能等技术问题。 

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是： 

一种功能梯度材料制备的换热器，包括设备筒体、固定管板和换热管；其中设备筒体的层结构包括筒体中间层、筒体内表面的金属铝层、筒体外表面的陶瓷氧化锆层；固定管板的层结构包括管板、管板的管程侧的陶瓷氧化锆层、管板的壳程侧的金属铝层。 

本实用新型具有以下优点：由两种材料组成的过渡材料，可以同时利用两种材料的各自优点，实现提高换热效率和增加安全性的目的。其实施方便，制作成本低和外形美观。 

附图说明

图1为本实用新型的换热器结构示意图。 

图2为本实用新型的设备筒体、固定管板的层结构图。 

图中编号：1—设备筒体 2—固定管板 3—换热管 4— 金属铝层 5—陶瓷氧化锆层。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。 

本实用新型的换热器主体参见图1，由设备筒体1、固定管板2、换热管3组成。该主体区域的设备筒体，固定管板均由功能梯度材料制成。参见图2，其中设备筒体的层结构包括筒体中间层、筒体内表面的金属铝层(Aluminum/Al)4、筒体外表面的陶瓷氧化锆层(Zirconia/ZrO2)5；固定管板的层结构包括管板中间层、管板的管程侧的陶瓷氧化锆层(Zirconia/ZrO2)5、管板的壳程侧的金属铝层(Aluminum/Al)4。 

设备筒体及固定管板一侧要求高强度、高韧性和抗蠕变，另一侧要求耐热、热导率低和抗氧化，于是对于此类有特殊要求的结构，为使结构的两侧分别由性能各异的材料组成以满足不同的使用要求。所述筒体中间层、固定管板中间层的材料由金属铝、陶瓷氧化锆两种材料按照混合律模型均匀连续过渡，材料的其物性参数仅沿厚度方向变化。中间部分结构材料的组份则连续变化以使内部界面消失，由此得到一种全新的非均匀复合材料功能梯度材料(FGM)。