[实用新型]矩阵式换热装置

说明书

本实用新型属于一种换热装置，特别是一种矩阵式换热装置。

传统的管壳式换热器之换热管呈轴向平行排列，其缺点首先是管间截面大，造成管外传热性能差，以致成为影响各类管壳式换热器总传热系数提高的主要因素。包括本申请人研制的专利号为ZL93228519.8“超薄型波纹管换热元件”组合制造的“波纹管式换热器”也未能解决这一问题。其次，这种排列的单位体积内的换热面积小，特别是比各种紧凑式换热器小，造成壳体材料多，产品体积大；其三，这种排列靠折流板或其它方式折流，防振、防磨性差；其四，这种排列可拆性差，产品清理、维修难度大。上述缺点制约了管壳换热器的发展，特别是制约了一些新型的高效管壳式换热器(如波纹管式换热器)的发展与推广。

本实用新型的目的是提供一种呈矩阵排列的管式换热装置，可由这种换热装置进行组合，成为换热机组。这种换热装置管外传热性能好，总传热系数高，单位体积内换热面积大，产品体积小，而且容易清理、维修、使用和改造。

本实用新型的目的是这样实现的：它包括壳体和换热管，其技术方案要点是：换热管呈矩阵式排列结构，多排相互垂直的横向换热管和纵向换热管构成两个互相垂直方向的管内通道，两个方向的管内通道连通，管外通道与管内通道隔断。 

本实用新型的横向和纵向均设置联接法兰。

本实用新型和现有技术比较，具有如下优点：1、传热系数高。由于矩阵排列使管外流道形状多变，实现了管外的充分湍流，从而改善了管外传热，提高了总传热系数。特别是对于高效的波纹管式管壳换热器，总传热系数提高极为明显。根据计算和试验，对同类换热管，传热系数较传统的轴向平行排列方式可提高一倍。2、结构紧凑，体积小。矩阵式排列可使单位体积换热面积提高一倍左右，从而使换热器体积大大缩小，节省材料30％以上。3、防振、防磨。这种排列无折流元件，不会出现换热管的振动以及与折流元件之间的磨损。4、便于清理、维修。单个换热器可从六个方向清理、维修，在组合成机组时，也可拆成独立单元清理、维修。5、便于组合。可以进行纵向组合，横向组合、“T”型组合、“”型组合、“”型组合等，方便了用户的布置，也便于增减换热面积。6、便于优化设计。可以根据工艺过程，对不同介质条件进行换热器的组合，以合理使用材料，如对露点腐蚀段单独进行设计选材。7、便于修复。对于换热机组发生损坏，可以单独更换损坏部分，不必整个报废。8、对于用专利ZL93228519.8“超薄型波纹管换热元件”制造的“波纹管换热器”，本实用新型解决了该产品管外传热不理想、换热管防振防磨令人担忧、不便于清洗等问题，使这种高效换热器更完美，具备了各类换热器的各种优点，即：高效、防腐、防垢、防振、防磨，便于拆洗、便于维修、便于组合，使用寿命长，价廉。

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的左视图。

图4a一图4e是本实用新型组合成换热器机组组合形式示意图。

见图1-3，具体结构如下：壳体5为长方体形状，纵向换热管3和横向换热管4呈矩阵排列设置，换热管两端固接在壳体5上，纵向换热管程通过连接管10连通横向换热管程。在换热管程的四面组装有法兰盘8，法兰盘8上设置管程介质入口11和出口12。管程介质从入口11进入纵向换热管3，然后通过连接管10进入横向换热管4，最后从出口12排出。换热管外的换热壳程两端面组装法兰盘2，其上设置壳程介质进口9和出口1，壳体介质从进口9进入，经过两个垂直管程占据的空间之外的复杂空间，进行充分扰流换热，从出口1排出。图1中给出联接螺钉7。见图4，本实用新型可以根据安装使用需要进行各种组合方式组合成换热机组，例如图4a为纵向组合，图4b为横向组合，图4c-e为平面及空间的三种组合方式。