一种管壳程纯逆流换热器的制作方法

    专利查询2025-07-29  49


    本发明涉及换热器领域,尤其涉及一种管壳程纯逆流换热器。


    背景技术:

    1、管壳程换热器是一种常见的传热设备,通常由壳程和管程两大部分组成,壳程是指换热器的外壳部分,管程则是指内部管子的部分,管壳程换热器在压缩空气储能和熔盐储能当中起重要作用,其换热性能影响整个系统的储存效率。

    2、根据现有技术中公开号为cn103954153a的发明专利,公开了一种多流程纯逆流管壳式换热器,包括前后管箱、壳程,其壳程由壳侧外导流进出口端、前管板、后管板、分程隔板、换热管束、折流杆组、分瓣壳体组成,所述的壳侧外导流进出口端由装有壳程进口和壳程出口的外导流筒体和内导流筒体组成,换热管束穿过折流杆组及前管板、后管板,换热管束两端分别与前管板、后管板焊接或胀接连接,中间受折流杆组支撑;中间分程隔板与前管板和外导流筒、内导流筒、分瓣壳体焊接连接。

    3、在通过管壳程纯逆流换热器对压缩空气储能和熔盐储能系统中使用的过程中,其中空气储能中,空气经过压缩后压力高达10mpa,一般作为冷流体置于管程侧,而壳程侧与空气进行换热的水为热流体;而熔盐储能中,10mpa以上的蒸汽置于管程侧,熔盐作为热介质置于壳程侧;

    4、这两种工况都是冷流体出口温度高于热流体出口温度,新进入的空气或者水蒸气容易和换热好空气或者水蒸气产生温度交叉,从而导致传热效率降低的问题。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种管壳程纯逆流换热器。

    2、为达到以上目的,本发明采用的技术方案为:一种管壳程纯逆流换热器,包括:

    3、前端管箱,所述前端管箱顶端外侧壁固定连通有管程进口;

    4、固定管板,所述固定管板与前端管箱的右端固定连通;

    5、壳程筒体,所述壳程筒体与固定管板的右端固定连通,所述壳程筒体靠近右端的顶部固定连通有壳程进口,所述壳程筒体靠近左端的底部固定连通有壳程出口;

    6、后端管箱,所述后端管箱固定连通在所述壳程筒体右端,所述后端管箱的右端固定连通有管程出口;

    7、浮动管板,所述浮动管板固定连接在所述壳程筒体内;

    8、内浮头,所述内浮头固定连接在所述浮动管板的右端,所述内浮头的右端固定连通有连接管;

    9、膨胀节,所述膨胀节固定连接在所述连接管的右端,所述膨胀节的右端通过内部法兰与后端管箱进行连接;

    10、数个管束,数个所述管束的左端与所述前端管箱连通,右端与浮动管板连通;

    11、具体的,现有技术中,在使用管壳程纯逆流换热器的过程中,冷流体出口温度高于热流体出口温度,新进入的空气或者水蒸气容易和换热好空气或者水蒸气产生温度交叉,从而导致传热效率降低的问题,本技术方案可以解决上述问题,具体操作如下,将管程介质通入至管程进口作为冷流体,将壳程介质通入至壳程进口中作为热流体;

    12、管程介质进入管程进口后通过数个管束从左向右移动至管程出口;

    13、壳程介质进入壳程进口后从右向左流动至壳程出口,在流动的过程中,壳程介质与数个管束的外壁接触上,从而与管束内的管程介质发生换热反应,由于管程进口在左端,管程出口在右端,可避免同一固定管板同时与进、出口介质接触而存在过大的温度差,从而有利于提高了换热效果;

    14、同时还设置了膨胀节,可实现管束沿轴向自由伸缩,降低管、壳程间的轴向应力。

    15、优选的,还包括:

    16、套管,所述套管滑动连接在所述膨胀节内,所述套管左端与连接管的右端固定连接,所述套管的右端与所述内部法兰左端之间留有伸缩缝。

    17、优选的,所述套管内径与连接管内径相同,所述套管内径与内部法兰的内径相同。

    18、优选的,还包括:

    19、两个环形连接座,两个所述环形连接座对称固定连接在所述膨胀节的外侧壁上,两个所述环形连接座外侧壁均阵列固定两个连接架,

    20、支杆,所述支杆的一端与其中一个连接架固定连接,另一端与对应位置上的另一个连接架滑动连接。

    21、优选的,还包括:

    22、压力传感器,所述压力传感器固定连接在所述支杆端部;

    23、压力弹簧,所述压力弹簧的一端与连接架固定连接,另一端与压力传感器固定连接;

    24、膨胀气囊,所述膨胀气囊固定连通在所述套管的右端上。

    25、优选的,还包括:

    26、滑动鞍座,所述滑动鞍座的底部预埋有轨道,所述滑动鞍座顶端与壳程筒体固定连接,所述滑动鞍座底部通过设置滚轮,以使滑动鞍座滑动连接在轨道上;

    27、固定鞍座,所述固定鞍座固定连接在前端管箱的底部,所述固定鞍座的底部设置基础凸台,以对固定鞍座进行支撑限位;

    28、所述固定管板与前端管箱通过设备法兰进行螺栓连接;

    29、所述前端管箱封头处设人孔。

    30、优选的,所述前端管箱设置前端排液口,所述后端管箱设置排气口和后端排液口。

    31、优选的,所述浮动管板底部堆焊两个支台。

    32、优选的,两个环形连接座,两个所述环形连接座阵列固定连接在壳程筒体的内壁上,所述环形连接座底部开设有第一缺口;

    33、两个第一圆形挡板,两个所述第一圆形挡板转动连接在所述环形连接座的内壁上;

    34、两个弧形连接座,两个所述弧形连接座阵列固定连接在壳程筒体的内壁上,其中一个所述弧形连接座位于两个环形连接座之间,两个所述弧形连接座与对应位置上环形连接座距离相同;

    35、两个第二圆形挡板,两个所述第二圆形挡板的顶端侧壁上开设有第二缺口,所述第二圆形挡板的第二缺口位置与弧形连接座滑动连接;

    36、数个所述管束与所述第一圆形挡板和第二圆形挡板固定连接;

    37、旋转驱动机构,所述旋转驱动机构用于驱动数个所述管束进行旋转,以使第一圆形挡板和第二圆形挡板旋转,使得第一圆形挡板和第二圆形挡板底部形成通道,使壳程介质从右向左从壳程出口流出。

    38、优选的,所述旋转驱动机构包括:

    39、第一圆形连接板,所述第一圆形连接板转动连接在浮动管板内壁上,所述第一圆形连接板表面开设有弧形滑槽,所述弧形滑槽内侧壁固定连接有压缩弹簧,所述压缩弹簧的另一端与浮动管板内壁固定连接;

    40、第二圆形连接板,所述第二圆形连接板转动连接在固定管板内壁上,所述第二圆形连接板左端固定连接有驱动管,所述驱动管外侧壁对称开设有弧形驱动槽,所述弧形驱动槽左端设置在驱动管的顶部,右端开设在驱动管的侧壁上,所述驱动管左侧顶端开设有直槽,所述直槽的左端贯穿驱动管的左端,所述直槽右端与弧形驱动槽连通;

    41、两个连接销,两个连接销对应两个所述直槽的位置分别固定连接在所述前端管箱的内壁上;

    42、所述管束的两端分别与第一圆形连接板和第二圆形连接板固定连接。

    43、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

    44、一、本发明通过将管程进口设置在左端,管程出口设置在右端,可避免同一固定管板同时与进、出口介质接触而存在过大的温度差,从而有利于提高了换热效果,同时还设置了膨胀节,可实现管束沿轴向自由伸缩,降低管、壳程间的轴向应力。

    45、二、本发明通过设置套管,使得膨胀节的内壁更加平整,一方面降低膨胀节对管程介质流动的阻力,使管程介质流动的更加流畅,另一方面降低膨胀节内壁杂质的堆积,从而有利于降低清理难度,同时预留伸缩缝,伸缩缝会随着膨胀节的收缩变小。

    46、三、本发明通过设置压力传感器,在膨胀节收缩的过程中,支杆沿着连接架滑动内,压力传感器压力值增大,当压力传感器的压力值趋于稳定后,通过外设的泵送设备,向套管内送入高温气体,使得膨胀气囊膨胀,通过膨胀气囊将剩下伸缩缝进行填充,使管程介质的流动更加流畅。


    技术特征:

    1.一种管壳程纯逆流换热器,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种管壳程纯逆流换热器,其特征在于,还包括:

    3.根据权利要求2所述的一种管壳程纯逆流换热器,其特征在于,所述套管(25)内径与连接管(15)内径相同,所述套管(25)内径与内部法兰(13)的内径相同。

    4.根据权利要求1所述的一种管壳程纯逆流换热器,其特征在于,还包括:

    5.根据权利要求4所述的一种管壳程纯逆流换热器,其特征在于,还包括:

    6.根据权利要求1所述的一种管壳程纯逆流换热器,其特征在于,还包括:

    7.根据权利要求1所述的一种管壳程纯逆流换热器,其特征在于,所述前端管箱(2)设置前端排液口(24),所述后端管箱(10)设置排气口(8)和后端排液口(12)。

    8.根据权利要求1所述的一种管壳程纯逆流换热器,其特征在于,所述浮动管板(17)底部堆焊两个支台(33)。

    9.根据权利要求1所述的一种管壳程纯逆流换热器,其特征在于,还包括:

    10.根据权利要求9所述的一种管壳程纯逆流换热器,其特征在于,所述旋转驱动机构包括:


    技术总结
    本发明涉及换热器领域,尤其涉及一种管壳程纯逆流换热器,包括:前端管箱,所述前端管箱顶端外侧壁固定连通有管程进口;固定管板,所述固定管板与前端管箱的右端固定连通;壳程筒体,所述壳程筒体与固定管板的右端固定连通,所述壳程筒体靠近右端端的顶部固定连通有壳程进口,所述壳程筒体靠近左端的底部固定连通有壳程出口;后端管箱,所述后端管箱固定连通在所述壳程筒体右端;本发明通过将管程进口设置在左端,管程出口设置在右端,可避免同一固定管板同时与进、出口介质接触而存在过大的温度差,从而有利于提高了换热效果,同时还设置了膨胀节,可实现管束沿轴向自由伸缩,降低管、壳程间的轴向应力。

    技术研发人员:许笑梅,苗畅颖,吴娜,高宁,申玲,牛晓娟,李松山,刘玉华,王文利,王晨
    受保护的技术使用者:青岛兰石重型机械设备有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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