[发明专利]一种快速换热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种换热器，具体是指一种快速换热装置。

背景技术

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，使流体温度达到工艺流程规定的指标的热量交换设备，又称热交换器。换热器作为传热设备被广泛用于锅炉暖通领域，随着节能技术的飞速发展，换热器的种类越来越多。管壳式(又称列管式) 换热器是管壳式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成，壳体多呈圆形，内部装有平行管束或者螺旋管，管束两端固定于管板上。在管壳换热器内进行换热的两种流体，一种在管内流动，其行程称为管程；一种在管外流动，其行程称为壳程，管束的壁面即为传热面；管子的型号不一，过程一般为直径16mm 20mm或者25mm三个型号，管壁厚度一般为1mm，1.5mm，2mm以及2.5mm。进口换热器，直径最低可以到8mm，壁厚仅为0.6mm，大大提高了换热效率，今年来也在国内市场逐渐推广开来。管壳式换热器，螺旋管束设计，可以最大限度的增加湍流效果，加大换热效率，内部壳层和管层的不对称设计，最大可以达到4.6倍；这种不对称设计，决定其在汽-水换热领域的广泛应用，最大换热效率可以达到14000w/m2.k，大大提高生产效率，节约成本。

按换热器的结构分类可分为：浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。由于固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器中管束与壳体连接，使得在换热时管束受热膨胀，两种介质之间的温差较大时，管束与壳体之间会产生温差应力，进而导致管束受损；并且在冷却介质进入到管程时，会对壳体产生一定的冲击，容易造成壳体受损，最终壳体被腐蚀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速换热装置，方便在换热处理时提高换热效率，延长换热器的使用寿命。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种快速换热装置，包括壳体和设置在壳体内部的管束，管束的一端固定连接在壳体上，管束的另一端自由设置在壳体内，壳体的顶端开有第一进液管和第二进液管，壳体的底端开有第一出液管和第二进液管，在壳体一端还倾斜设置有分程隔板，分程隔板的倾斜角度为15~35°，所述第一进液管正对分程凹槽的深度为5~12㎜，在分程隔板的底部还设置有T形加强筋。传统的换热器的分程隔板水平设置，当冷却介质从第一进液管处流经时，会对分程隔板造成一定的冲击，加速了分程隔板的磨损；本发明将分程隔板倾斜设置，在冷却介质流经时可减小冷却介质对分程隔板的冲击力度，并且分程隔板的倾斜角度设置在15~35°范围内，可使得冷却介质的冲击力度减小到最低，在分程隔板底部安装的T形加强筋，可加强其稳定性与抗冲击性，利于延长换热器的使用寿命；分程隔板上的凹槽可起到导流的作用，可使冷却介质快速通过管束，与第二进液管流进的介质进行换热处理，其中凹槽的深度为5~12㎜，在满足国标要求的基础之上，使得冷却介质流速到达最佳，提高了换热的效率。

所述管束包括多个传热管、固定管板和浮头管板，传热管的一端设置在固定管板上，传热管的另一端与浮头管板连接，所述浮头管板上安装有钩圈和蝶形盖，钩圈与蝶形盖通过法兰连接，还包括多个弓形的折流板，所述折流板错位间隔设置在多个所述传热管上，折流板的圆心角为125°，所述相邻折流板之间的间距为0.12~0.6m。本发明中管束的一端与壳体固定，而另一端的管板可以在换热器的壳体内自由浮动，壳体和管束对热膨胀是自由的，故当两种介质的温差较大时，管束与壳体之间不会产生温差应力，避免了传热管等部件受损，蝶形盖设计成可拆结构，使管束可以容易地插入或抽出，提高了检修和清洗效率；在传热管上设置多个弓形的折流板，并且折流板错位间隔安装在换热器壳体内部，折流板不仅可起到支撑传热管的作用，还能增强流体在管间流动的湍流程度，增大传热系数，提高传热效率，其中折流板的圆心角为125°，相邻的两个折流板之间的间距在0.12~0.6m，使得管间介质的湍流程度达到最大水平，有利于提高换热效率。

在所述浮动管板上还设置有溢流挡板，所述溢流挡板为阶梯形。第一进液管处的冷却介质通过管程上层进入到蝶形盖与浮动管板之间形成的空隙中，在浮动管板上设置溢流挡板，保证冷却介质充满整个空隙，消除空隙中形成的空气层，避免浮动管板与传热管连接处干湿变化引起腐蚀。

在蝶形盖、钩圈与浮动管板之间还安装有密封垫。蝶形盖与钩圈通过法兰将浮动管板夹持固定，设置的密封垫可使得浮动管板上下浮动时保证管束的密闭性，防止管内外介质相互混合，影响换热效率。