專利名稱：一種多層套管式熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱交換器領(lǐng)域，具體為一種多層套管式熱交換器。
背景技術(shù)：
熱交換器是將熱端液體的熱量傳遞給冷端液體，加熱冷端液體的同時(shí)實(shí)現(xiàn)自身的降溫。同理，冷端液體通過冷卻熱端的液體，同時(shí)使自身的溫度升高。這樣便可提高熱利用率，節(jié)約能源。熱交換器的設(shè)計(jì)有許多分類，其中的一種是套管式熱交換器。通常，套管式熱交換器只有內(nèi)外兩層，內(nèi)層通的是熱液體，外層通的是冷液體。若要使外層冷液體達(dá)到較高的溫度，則需要使外層液體通過一段較長的距離。反之，要使內(nèi)層熱液體降溫到較低的溫度，也得使其通過較長的管路。這樣一來，一方面增加了換熱管的長度，另外一方面勢必使熱交換器具有較大的體積。目前，通過多層套管的方式實(shí)現(xiàn)熱交換，尚未見有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種多層套管式熱交換器，解決現(xiàn)有技術(shù)中熱交換通過的距離較長，預(yù)熱和冷卻效果差等問題，該熱交換器能具有熱交換效率高，節(jié)約管材和實(shí)驗(yàn)空間的特點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種多層套管式熱交換器，該熱交換器設(shè)有冷端管和熱端管，冷端管為冷端外層管、冷端中間層管、冷端內(nèi)層管由外到內(nèi)設(shè)置的三層管結(jié)構(gòu)；熱端管為熱端外層管、熱端中間層管、熱端內(nèi)層管由外到內(nèi)設(shè)置的三層管結(jié)構(gòu)；冷水進(jìn)口分別通過管路連接冷端外層管和冷端內(nèi)層管的一端，冷水出口通過管路連接熱端中間層管的一端；熱水進(jìn)口分別通過管路連接熱端外層管和熱端內(nèi)層管的一端， 熱水出口通過管路連接冷端中間層管的一端；冷端外層管和冷端內(nèi)層管的另一端通過管路連通，所述連通冷端外層管與冷端內(nèi)層管的管路與熱端中間層管的另一端通過管路連通；熱端外層管和熱端內(nèi)層管的另一端通過管路連通，所述連通熱端外層管和熱端內(nèi)層管的管路與冷端中間層管的另一端通過管路連通。所述的多層套管式熱交換器，冷端管或熱端管為三根不銹鋼管以內(nèi)層小管徑、外層大管徑的方式嵌套并焊接的結(jié)構(gòu)。所述的多層套管式熱交換器，三根不銹鋼管由內(nèi)到外逐漸變短。所述的多層套管式熱交換器，冷端管的冷端外層管和冷端內(nèi)層管通入的是常溫液體，冷端中間層管通入的是從熱端管過來的高溫液體；熱端外層管和熱端內(nèi)層管通入的是從高壓釜中出來的高溫液體，熱端中間層管通入的是從冷端管過來的常溫液體。所述的多層套管式熱交換器，冷端外層管、冷端內(nèi)層管、熱端外層管和熱端內(nèi)層管，在靠近各自兩個(gè)端面的地方打有一對(duì)孔，且孔上均焊有導(dǎo)管。所述的多層套管式熱交換器，冷端外層管和冷端內(nèi)層管的進(jìn)口和出口相同，熱端外層管和熱端內(nèi)層管的進(jìn)口和出口相同，且冷端外層管和冷端內(nèi)層管的出口即為熱端中間層管的進(jìn)口，熱端外層管和熱端內(nèi)層管的出口即為冷端中間層管的進(jìn)口。所述的多層套管式熱交換器，冷端外層管和冷端內(nèi)層管中的水流方向與冷端中間層管中的水流方向相反；熱端外層管和熱端內(nèi)層管中的水流方向與熱端中間層管中的水流方向相反。所述的多層套管式熱交換器，冷端管和熱端管之間、冷端管或熱端管與外部管路之間通過配套使用的卡套和三通連接。所述的多層套管式熱交換器，冷端管和熱端管通過角鋼架固定。所述的多層套管式熱交換器，冷端管和熱端管設(shè)置于外殼中，冷端管和熱端管之間、冷端管或熱端管與外殼之間用石棉填充。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明冷端管內(nèi)外兩層通冷液體，中間層通熱液體，提高了熱液體的冷卻效果； 同時(shí)，熱端管內(nèi)外兩層通熱液體，中間層通冷液體，提高了冷液體的預(yù)熱效果。2、本發(fā)明通過提高熱交換效率，節(jié)約管材和實(shí)驗(yàn)空間。3、本發(fā)明通過卡套實(shí)現(xiàn)與外部管路的連接，非常方便、可靠。4、本發(fā)明套管式換熱管是由三根不同外徑的無縫不銹鋼管嵌套、焊接而成，并通過角鋼固定架固定，套管式換熱管、角鋼架和外殼之間通過石棉填充。該發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，加工和安裝方便，節(jié)約換熱管材，提高熱交換效率。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1冷端管；11冷端外層管；12冷端中間層管；13冷端內(nèi)層管；2熱端管；21熱端外層管；22熱端中間層管；23熱端內(nèi)層管。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明多層套管式熱交換器，主要包括兩根套管式換熱管冷端管1 和熱端管2。其中，冷端管1為冷端外層管11、冷端中間層管12、冷端內(nèi)層管13由外到內(nèi)設(shè)置的三層管結(jié)構(gòu)，冷端內(nèi)層管13設(shè)置于內(nèi)層，冷端外層管11設(shè)置于外層，冷端中間層管12設(shè)置于冷端外層管11和冷端內(nèi)層管13之間；熱端管2為熱端外層管21、熱端中間層管22、熱端內(nèi)層管23由外到內(nèi)設(shè)置的三層管結(jié)構(gòu)，熱端內(nèi)層管23設(shè)置于內(nèi)層，熱端外層管21設(shè)置于外層，熱端中間層管22設(shè)置于熱端外層管21和熱端內(nèi)層管23之間。冷水進(jìn)口分別通過管路連接冷端外層管11和冷端內(nèi)層管13的一端，冷水出口通過管路連接熱端中間層管22的一端；熱水進(jìn)口分別通過管路連接熱端外層管21和熱端內(nèi)層管23的一端，熱水出口通過管路連接冷端中間層管12的一端；冷端外層管11和冷端內(nèi)層管13的另一端通過管路連通，所述連通冷端外層管11 與冷端內(nèi)層管13的管路與熱端中間層管22的另一端通過管路連通；
熱端外層管21和熱端內(nèi)層管23的另一端通過管路連通，所述連通熱端外層管21 和熱端內(nèi)層管23的管路與冷端中間層管12的另一端通過管路連通。本發(fā)明中，套管式換熱管(冷端管1或熱端管幻是通過將三根管徑和長短均不相同的無縫不銹鋼管以內(nèi)層小管徑、外層大管徑的方式，嵌套并焊接在一起制成的。冷端管1 的冷端外層管11和冷端內(nèi)層管13通入的是常溫液體(如冷水)，冷端中間層管12通入的是從熱端管2過來的高溫液體(如熱水)；而熱端管2則剛好相反，熱端外層管21和熱端內(nèi)層管23通入的是從高壓釜中出來的高溫液體，熱端中間層管22通入的是從冷端管過來的常溫液體。本發(fā)明中，除中心最小管徑的不銹鋼管(冷端中間層管12或熱端中間層管22) 外，冷端管1的不銹鋼管冷端外層管11和冷端內(nèi)層管13，以及熱端管2的不銹鋼管熱端外層管21和熱端內(nèi)層管23，在靠近各自兩個(gè)端面的地方打有一對(duì)小孔，且小孔上均焊有一段導(dǎo)管。本發(fā)明中，冷端管1或熱端管2的內(nèi)層和外層套管間的進(jìn)水口和出水口是相同的， 即兩層是并聯(lián)的，中間層套管間的進(jìn)水口和出水口也是相同的。另外，無論是冷端(換熱) 管1還是熱端(換熱)管2，其內(nèi)層管和外層管中的水流方向和中間層管的水流方向是相反的，這樣的好處是使之具有更好的換熱效果。本發(fā)明中，冷端外層管11和冷端內(nèi)層管13的進(jìn)口和出口相同，熱端外層管21和熱端內(nèi)層管23的進(jìn)口和出口相同，且冷端外層管11和冷端內(nèi)層管13的出口即為熱端中間層管22的進(jìn)口，熱端外層管21和熱端內(nèi)層管23的出口即為冷端中間層管12的進(jìn)口。本發(fā)明中，兩根套管式換熱管之間、套管式換熱管與外部管路之間是通過配套使用的卡套和三通連接的，安裝、使用方便。本發(fā)明中，還可以設(shè)置角鋼架和外殼，兩根套管式換熱管是通過角鋼架進(jìn)行固定的，兩根套管式換熱管設(shè)置于外殼中，套管式換熱管之間、套管式換熱管和外殼之間是用石棉填充的，這樣有利于保溫。本發(fā)明多層管式熱交換器使用方法將熱交換器的四個(gè)接口分別與回路系統(tǒng)中的熱水進(jìn)口、熱水出口、冷水進(jìn)口和冷水出口相連接即可。
權(quán)利要求
1.一種多層套管式熱交換器，其特征在于該熱交換器設(shè)有冷端管和熱端管，冷端管為冷端外層管、冷端中間層管、冷端內(nèi)層管由外到內(nèi)設(shè)置的三層管結(jié)構(gòu)；熱端管為熱端外層管、熱端中間層管、熱端內(nèi)層管由外到內(nèi)設(shè)置的三層管結(jié)構(gòu)；冷水進(jìn)口分別通過管路連接冷端外層管和冷端內(nèi)層管的一端，冷水出口通過管路連接熱端中間層管的一端；熱水進(jìn)口分別通過管路連接熱端外層管和熱端內(nèi)層管的一端，熱水出口通過管路連接冷端中間層管的一端；冷端外層管和冷端內(nèi)層管的另一端通過管路連通，所述連通冷端外層管與冷端內(nèi)層管的管路與熱端中間層管的另一端通過管路連通；熱端外層管和熱端內(nèi)層管的另一端通過管路連通，所述連通熱端外層管和熱端內(nèi)層管的管路與冷端中間層管的另一端通過管路連O
2.按照權(quán)利要求1所述的多層套管式熱交換器，其特征在于冷端管或熱端管為三根不銹鋼管以內(nèi)層小管徑、外層大管徑的方式嵌套并焊接的結(jié)構(gòu)。
3.按照權(quán)利要求2所述的多層套管式熱交換器，其特征在于三根不銹鋼管由內(nèi)到外逐漸變短。
4.按照權(quán)利要求1所述的多層套管式熱交換器，其特征在于冷端管的冷端外層管和冷端內(nèi)層管通入的是常溫液體，冷端中間層管通入的是從熱端管過來的高溫液體；熱端外層管和熱端內(nèi)層管通入的是從高壓釜中出來的高溫液體，熱端中間層管通入的是從冷端管過來的常溫液體。
5.按照權(quán)利要求1所述的多層套管式熱交換器，其特征在于冷端外層管、冷端內(nèi)層管、熱端外層管和熱端內(nèi)層管，在靠近各自兩個(gè)端面的地方打有一對(duì)孔，且孔上均焊有導(dǎo)管。
6.按照權(quán)利要求1所述的多層套管式熱交換器，其特征在于冷端外層管和冷端內(nèi)層管的進(jìn)口和出口相同，熱端外層管和熱端內(nèi)層管的進(jìn)口和出口相同，且冷端外層管和冷端內(nèi)層管的出口即為熱端中間層管的進(jìn)口，熱端外層管和熱端內(nèi)層管的出口即為冷端中間層管的進(jìn)口。
7.按照權(quán)利要求1所述的多層套管式熱交換器，其特征在于冷端外層管和冷端內(nèi)層管中的水流方向與冷端中間層管中的水流方向相反；熱端外層管和熱端內(nèi)層管中的水流方向與熱端中間層管中的水流方向相反。
8.按照權(quán)利要求1所述的多層套管式熱交換器，其特征在于冷端管和熱端管之間、冷端管或熱端管與外部管路之間通過配套使用的卡套和三通連接。
9.按照權(quán)利要求1所述的多層套管式熱交換器，其特征在于冷端管和熱端管通過角鋼架固定。
10.按照權(quán)利要求1所述的多層套管式熱交換器，其特征在于冷端管和熱端管設(shè)置于外殼中，冷端管和熱端管之間、冷端管或熱端管與外殼之間用石棉填充。
全文摘要
本發(fā)明涉及熱交換器領(lǐng)域，具體為一種多層套管式熱交換器。該熱交換器設(shè)有冷端管和熱端管，冷端管為冷端外層管、冷端中間層管、冷端內(nèi)層管由外到內(nèi)設(shè)置的三層管結(jié)構(gòu)；熱端管為熱端外層管、熱端中間層管、熱端內(nèi)層管由外到內(nèi)設(shè)置的三層管結(jié)構(gòu)。冷端管的冷端外層管和冷端內(nèi)層管通入的是常溫液體，冷端中間層管通入的是從熱端管過來的高溫液體；熱端外層管和熱端內(nèi)層管通入的是從高壓釜中出來的高溫液體，熱端中間層管通入的是從冷端管過來的常溫液體。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)中熱交換通過的距離較長，預(yù)熱和冷卻效果差等問題，具有熱交換效率高，節(jié)約管材和實(shí)驗(yàn)空間的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F28F21/08GK102243027SQ20101017221
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者柯偉, 王儉秋, 酈曉慧, 韓恩厚 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院金屬研究所