[发明专利]一种高承压自清洁换热器及其制造方法

说明书

本发明公开了冶金行业换热技术领域的一种高承压自清洁换热器及其制造方法，包括两组换热器封头、壳体、介质一进口管、隔板、两组支撑板、介质二进口管、介质二出口管、介质一出口管和若干换热单元，两组支撑板密封焊接在壳体的内腔两侧，两组换热器封头分别密封固定在壳体的两端，通过采用跨窗口流动设计，将多根同心换热管同心装配，相对于管壳式换热器，在保证其设计简单的基础上，不仅具有更高的承压能力，同时提高了换热器的整体刚度和换热管的稳定性，而且更加突出了换热器的自清洁能力；与螺旋板式换热器相比，该换热器保存了螺旋板换热器的自清洁性的优点，同时提高了换热器的刚度，可在冶金行业具有广阔的应用价值。

技术领域

本发明涉及冶金行业换热技术领域，具体为一种高承压自清洁换热器及其制造方法。

背景技术

冶金行业焦化厂产生的主要工业废水为剩余氨水，其成分中含有的焦油和煤粉颗粒等杂质极易堵塞换热器，降低换热效率，导致换热器出口处剩余氨水温度偏高，使蒸氨废水中挥发氨含量升高，造成总排放出口的氨氮含量超标，对环境产生污染。目前钢铁焦化厂中使用较多的氨水换热器有管壳式换热器和螺旋板式换热器。从目前使用来看，单独使用这两种换热器中的任意一种，都不能很好的完成对剩余氨水的换热任务。这主要是由于：(1)管壳式换热器具有结构简单和承压能力强的优点，但其自清洁能力差和换热系数低于螺旋板换热器。(2)螺旋板式换热器具有传热系数高和自清洁能力强的优点，但整体刚度差和承压能力弱。当剩余氨水换热介质压力升高时，使得螺旋板式换热器的卷制螺旋通道发生失稳压瘪现象。因此，需要设计一种新型的换热器，使其同时兼具传热系数高、承压能力强和自清洁能力好的特点，能够处理氨水类介质的换热过程，例如醇类、树脂、尿素、汽柴油、盐水和强碱强酸等介质，基于此，本发明设计了一种高承压自清洁换热器及其制造方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高承压自清洁换热器及其制造方法，以解决上述背景技术中提出的亟需设计一种新型的换热器的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高承压自清洁换热器，包括两组换热器封头、壳体、介质一进口管、隔板、两组支撑板、介质二进口管、介质二出口管、介质一出口管和若干换热单元，两组所述支撑板密封焊接在壳体的内腔两侧，两组所述换热器封头分别密封固定在壳体的两端，两侧所述支撑板、换热器封头和壳体分别构成两组盛放空腔，两组所述支撑板之间呈圆形均匀间隔贯穿密封固定有若干换热单元，若干所述换热单元与壳体内壁之间通过隔板连接，右侧所述盛放空腔的顶部贯穿密封固定有介质二进口管，左侧所述盛放空腔的低部贯穿密封固定有介质二出口管，所述壳体的外壁左侧上部贯穿密封固定有介质一进口管，所述所述壳体的外壁右侧下部贯穿密封固定有介质一出口管；

所述换热单元包括连接管、螺旋带、若干换热管和换热单元封头，若干所述换热管同心装配，相邻所述换热管之间通过跨窗口流动设计，相邻所述换热管之间通过连接管、换热单元封头和螺旋带支撑。

进一步的，相邻所述换热管的管道表面两侧对称设置有开口，相邻所述换热管之间通过连接管贯穿密封连接。

进一步的，所述螺旋带固定在相邻两组所述换热管之间。

进一步的，所述换热单元封头密封固定在同心装配设置的换热管一端。

所述的高承压自清洁换热器的制造方法，包括如下步骤：

步骤一：根据换热介质属性，确定换热管材料；

步骤二：根据换热场合流体压力、温度，确定换热单元内换热管的直径、长度和支撑板位置；

步骤三：根据换热单元的换热管的直径和长度，确定换热单元内部的螺旋带螺距和换热单元封头尺寸；

步骤四：根据支撑板和换热单元尺寸，确定该换热器的壳体及换热器封头尺寸。

进一步的，所述步骤二具体为：