[发明专利]一种防腐蚀的船舶高温换热器

说明书

本发明公开了一种防腐蚀的船舶高温换热器，包括：壳体，所述壳体两端侧壁上分别设置有壳侧进口、壳侧出口，所述壳体为圆筒形，沿所述壳侧出口至所述壳侧进口，壳体的内径逐渐增大；固定设置在壳体内部的中心管，沿所述壳侧出口至所述壳侧进口，中心管的外径逐渐增大；在壳体内部环绕所述中心管设置的换热管，所述换热管两端分别设置有管侧进口、管侧出口，沿所述管侧进口至所述管侧出口，换热管的管径逐渐减小；涉及船舶换热器件领域。本发明可防止壳体内的海水在高温介质的进口处沸腾而对换热管外壁产生空泡腐蚀，且有利于提高换热器的安全可靠性。

技术领域

本发明涉及船舶换热器件技术领域，具体是涉及一种防腐蚀的船舶高温换热器。

背景技术

为了满足使用和运行要求，船舶动力系统需要采用海水对高温热水、高温蒸汽等介质进行冷却。在这类海水与高温介质进行换热的设备中，安全可靠性一直是个难以解决的问题。实际运行经验表明，这类高温换热器主要存在以下问题：

船舶高温换热器管程和壳程的材料均为BFe30-1-1铁白铜，冷却水为海水，长时间运行以后，高温换热器进口段的海水侧管壁腐蚀严重，局部区域甚至发生腐蚀穿孔；高温换热器通常采用的是盘管换热器，盘管被腐蚀穿孔后，高温介质直接与海水掺混，使得装置无法继续工作，甚至引起事故，严重影响整个船舶动力系统的安全可靠运行。

实际运行经验表明，换热管腐蚀问题具有以下规律：

(1)腐蚀问题只出现在以海水为冷却介质的高温换热器中，其它以淡水为冷却介质的高温换热器均未出现类似的腐蚀问题；

(2)在高温换热器内热侧介质温度较高的区域(主要为热测介质进口端的第1～3圈)全部发生腐蚀，靠近热测介质出口端温度较低的区域未发生腐蚀；

(3)换热管腐蚀区域既有大面积的均匀腐蚀，也有局部腐蚀，局部区域发生腐蚀穿孔。

可以看出，高温与海水共同作用是换热管发生严重腐蚀的主要原因。另外，通过对换热管腐蚀区域表面进行显微镜观察和电镜扫描发现，大部分腐蚀坑的表面形貌呈现马蹄状，为空泡腐蚀的典型形貌。综上所述，换热管高温段壁面温度过高，导致海水沸腾形成空泡，空泡溃灭过程形成的强力冲击破坏换热管金属保护膜，换热管壁在海水和高温作用下发生严重腐蚀，是高温换热器腐蚀问题发生的根本原因。因此，降低热测介质进口段换热管的外壁温度，防止海水沸腾产生空泡，是解决高温换热器腐蚀问题的有效方法。

为了缓解换热管在高温与海水共同作用下的腐蚀问题，可以在高温管段外壁喷涂一定厚度的聚酰亚胺或聚四氟乙烯等有机隔热材料，降低运行过程中的壁面温度；还可以增加换热管束的壁厚，降低外壁面温度的同时增加腐蚀余量。但是喷涂有机材料会存在脱落问题，而且喷涂有机材料和增加管壁厚度的方法均会大大降低热测介质与海水之间的换热效率，这一方面会增加装置的体积和重量，另一方面还会导致换热管的高温段后移。因此，此类降低换热管外壁面温度的方法并不能从根本上解决船用高温换热器在高温与海水共同作用下的严重腐蚀问题，无法有效提高装置的安全可靠性。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种可极大程度避免换热管腐蚀，提高船舶高温换热器安全可靠性的船舶高温换热器。

本发明提供一种防腐蚀的船舶高温换热器，包括：

壳体，所述壳体两端侧壁上分别设置有壳侧进口、壳侧出口；

固定设置在壳体内部的中心管；

在壳体内部环绕所述中心管设置的换热管，所述换热管两端分别设置有管侧进口、管侧出口，沿所述管侧进口至所述管侧出口，换热管的管径逐渐减小。

在上述技术方案的基础上，所述壳体为圆筒形，沿所述管侧进口至所述管侧出口，壳体的内径逐渐增大。

在上述技术方案的基础上，沿所述管侧进口至所述管侧出口，壳体的筒壁厚度保持不变。