一種換熱器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種換熱器，屬于熱交換設(shè)備領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有熱管換熱器因存在懸浮顆粒沉淀/附著而導(dǎo)致?lián)Q熱效率的問題，本實用新型的換熱器包括釜體，釜體設(shè)有內(nèi)腔；設(shè)置在所述內(nèi)腔中的管板，將所述內(nèi)腔分隔成上腔室和下腔室，所述上腔室具有固液混料進口和固液混料出口，所述下腔室具有蒸汽進口和蒸汽出口；設(shè)置在所述管板上的若干熱管，所述熱管具有冷凝段和蒸發(fā)段，所述蒸發(fā)段位于所述下腔室內(nèi)，所述冷凝段位于所述上腔室內(nèi)；設(shè)置在所述上腔室內(nèi)的攪拌裝置，對所述上腔室內(nèi)的固液混料進行軸流式攪拌。
【專利說明】一種換熱器
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本實用新型涉及一種換熱器，尤其涉及含高溫高壓空氣與蒸汽的混合氣體與含高溫高壓高懸浮物強酸性流體之間進行熱量交換的熱管換熱器，屬于熱交換設(shè)備領(lǐng)域。
【【背景技術(shù)】】
[0002]眾多化工廠及環(huán)保處理廠的反應(yīng)操作中，因反應(yīng)而產(chǎn)生的高溫高壓且含有高濃度空氣的水蒸汽，時常需應(yīng)用適當(dāng)有效的換熱器進行能源回收。為了避免此類換熱器受空氣在蒸汽中對換熱的干擾，一般選用熱管換熱器。但若受熱介質(zhì)方為高溫、高壓、強酸性的流體且含極高的懸浮物時，這些懸浮顆粒極易沉積于從多平行且密集安排的熱管間，而其腐蝕介質(zhì)的問題也成為熱管換熱器使用的限制因素，而且常因熱管管材與換熱器腔體材料間的不同，其設(shè)計及焊接法也需改良。這類的情況尤其在固體廢棄物的濕氧化法處理廠或化工廠在高溫處理反應(yīng)后存在高空氣含量的蒸汽而需回收能源時常會發(fā)生。
[0003]近年來國家經(jīng)濟快速發(fā)展，人民對生活質(zhì)量的要求日漸苛刻，對于日益增長的生活垃圾、餐廚垃圾、養(yǎng)殖及農(nóng)業(yè)等固體廢棄物，目前國內(nèi)外大多數(shù)采用焚燒、填埋、及厭氧發(fā)酵等處理技術(shù)。但這些技術(shù)仍存在無法真正減量化、無害化、或資源化的缺點。目前在處理這些廢棄物已有許多城市計劃或已逐漸采用半濕氧化或濕氧化法。而目前也因節(jié)能減排的國策，對許多化工廠、電廠、石化廠等產(chǎn)生空氣與蒸汽混合的高溫高壓氣體的能源回收也備受關(guān)注。這類能源回收為了提高效率，避免熱蒸汽中所含的空氣降低能量交換效率，熱管換熱技術(shù)時常成為首選。但若受熱方為含有高懸浮物且酸性的高溫高壓液態(tài)流體時，懸浮物質(zhì)時常會沉積于從平行且密集的熱管間，造成設(shè)備使用失敗，且高溫高壓酸性的流體也會侵蝕熱管造成熱管失效。
[0004]綜合目前市場上應(yīng)用于高溫高壓強酸性固-液混合料的換熱器，無非是以下幾種類型結(jié)構(gòu)，管殼式換熱器，套管式換熱器，盤管式等幾種。鑒于濕氧化或半濕氧化廠、或某些化工或石化廠等的物料成分復(fù)雜，有些受熱液體還具有較高的粘度。一:以上類型的換熱器在使用過程中，出現(xiàn)物料沉淀堵塞管道現(xiàn)象頻繁，不利于工程的順利生產(chǎn)；液體中的懸浮物料還容易粘附在換熱管的內(nèi)外壁上形成熱阻，降低換熱效率，如果不及時處理，可能導(dǎo)致設(shè)備失效；二:這幾種換熱器一旦出堵塞，清洗相當(dāng)困難；三:換熱速度慢，要想達到與熱管相同的換熱效果，所需換熱面積增加，導(dǎo)致整個設(shè)備的制造成本和占地面積都較大。
[0005]傳統(tǒng)的熱管換熱器采用的多是碳鋼和不銹鋼作為熱管材料，運行時，碳鋼在高溫高壓強酸性工況下不耐腐蝕，不銹鋼雖然比碳鋼有較好的耐腐效果，但仍有大量的重金屬如鉻、鎳等離子析出到受熱的流體中。若這些受熱流體為生產(chǎn)產(chǎn)品的物料，則會嚴(yán)重影響我們的產(chǎn)品質(zhì)量。
[0006]鑒于上述現(xiàn)有換熱器所存在諸多弊端，有必要提出一種適于含高溫高壓空氣與蒸汽的混合氣體與含高溫高壓高懸浮物強酸性流體之間進行熱量交換的熱管換熱器。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型一種簡單實用的換熱器，以克服現(xiàn)有熱管換熱器存在的缺陷。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0009]—種換熱器，包括:
[0010]釜體，設(shè)有內(nèi)腔；
[0011]設(shè)置在所述內(nèi)腔中的管板，將所述內(nèi)腔分隔成上腔室和下腔室，所述上腔室具有固液混料進口和固液混料出口，所述下腔室具有蒸汽進口和蒸汽出口 ；
[0012]設(shè)置在所述管板上的若干熱管，所述熱管具有冷凝段和蒸發(fā)段，所述蒸發(fā)段位于所述下腔室內(nèi)，所述冷凝段位于所述上腔室內(nèi)；
[0013]設(shè)置在所述上腔室內(nèi)的攪拌裝置，對所述上腔室內(nèi)的固液混料進行軸流式攪拌。
[0014]本實用新型所提供的換熱器，通過管板分隔成了上腔室和下腔室，實際應(yīng)用時，固液混料通入釜體的上腔室，高溫蒸汽通過下腔室，根據(jù)熱管的工作原理，其蒸發(fā)段吸收高溫蒸汽熱量，并降低蒸汽溫度，熱管吸收的熱量在冷凝段釋放加熱上腔室內(nèi)的固液混料，從而實現(xiàn)達到進料無需加熱、廢氣低溫排放的雙重效果。
[0015]由于上腔室內(nèi)設(shè)置了攪拌裝置，通過攪拌裝置對固液混料進行軸流式攪拌，使上腔室內(nèi)產(chǎn)生軸向液流，固液混料混合更加均勻，并有效防止了懸浮顆粒沉淀以及附著于熱管，避免了熱管上附著懸浮顆粒形成熱阻的問題，保證了熱管的換熱效率。
[0016]其中，所述下腔室內(nèi)設(shè)有支撐板，所述支撐板上間隔地并排設(shè)置若干折流板，相鄰折流板之間形成流道，所述折流板一端與釜體內(nèi)壁之間形成流道口，相鄰的流道口錯位設(shè)置，所述熱管的蒸發(fā)段位于所述流道內(nèi)。流道和流道口連接形成了 S形蒸汽流道，延長了蒸汽流通路徑，使得高溫蒸汽與熱管充分進行熱交換，提高高溫蒸汽利用率，可避免蒸汽在下腔室形成短路現(xiàn)象而降低效率。
[0017]其中，所述熱管的蒸發(fā)段外壁設(shè)有螺旋翅片。增加熱管與高溫蒸汽的換熱面積，進一步提尚換熱效率。
[0018]其中，所述上腔室設(shè)有安全閥，所述安全閥在所述上腔室過壓時開啟。安全閥開啟后施放大量蒸汽降低釜體內(nèi)壓力，從而達到保護釜體安全的目的，當(dāng)釜體內(nèi)壓力低于釜體設(shè)定壓力時，安全閥能自動關(guān)恢復(fù)正常運行。
[0019]其中，所述攪拌裝置為軸流式攪拌槳或者渦輪式攪拌盤。
[0020]其中，所述上腔室內(nèi)壁設(shè)有防腐涂層。防止酸性物料腐蝕釜體。
[0021]其中，所述熱管上設(shè)有內(nèi)螺紋接頭，所述管板上設(shè)有與所述內(nèi)螺紋接頭配合的外螺紋接頭，所述內(nèi)螺紋接頭與所述外螺紋接頭連接，以將所述熱管連接到所述管板上。
[0022]本實用新型的這些特點和優(yōu)點將會在下面的【具體實施方式】、附圖中詳細(xì)的揭露。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0023]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的說明:
[0024]圖1為本實用新型實施例中換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本實用新型實施例中熱管與管板的連接示意圖；
[0026]圖3為本實用新型實施例中折流板在支撐板上的分布示意圖。
【【具體實施方式】】
[0027]下面結(jié)合本實用新型實施例的附圖對本實用新型實施例的技術(shù)方案進行解釋和說明，但下述實施例僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非全部?；趯嵤┓绞街械膶嵤├?，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。
[0028]參照圖1-3，本實用新型實施例所提供的換熱器，包括圓筒狀的釜體1，該釜體I設(shè)有內(nèi)腔；在該內(nèi)腔中設(shè)有管板3，管板3將內(nèi)腔分隔成上腔室11和下腔室12，其中，上腔室11具有固液混料進口 110和固液混料出口 111，下腔室12具有蒸汽進口 120和蒸汽出口121。在管板3上的安裝有若干熱管4，每根熱管4都具有冷凝段41和蒸發(fā)段42，其蒸發(fā)段42位于下腔室12內(nèi)，冷凝段41位于上腔室11內(nèi)；同時還在上腔室11內(nèi)設(shè)置攪拌裝置2，該攪拌裝置2可采用軸流式攪拌槳或者渦輪式攪拌盤，由釜體I上方的電機驅(qū)動。實際應(yīng)用時，在管板3上設(shè)置了密封圈6，提高密封性。
[0029]通過上述方案，高溫高壓空氣與蒸汽的混合氣體由蒸汽進口 120進入下腔室12，含懸浮物的酸性流體由固液混料進口 I1進入上腔室11，由于管板3上安裝了熱管4，熱管通常包括管體和形成在管體內(nèi)壁的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，管體的管壁填充工作液體，當(dāng)蒸發(fā)段受熱時，毛細(xì)結(jié)構(gòu)中的工作液體迅速蒸發(fā)，蒸氣在微小的壓力差下流向冷凝段，并且釋放出熱量，重新凝結(jié)成液體，液體再回流到蒸發(fā)段，如此循環(huán)，熱量由熱管的蒸發(fā)段傳導(dǎo)至冷凝段，這種循環(huán)是快速進行的，故而，熱量可以被源源不斷地傳導(dǎo)開來。應(yīng)用到本實施例換熱器中，蒸發(fā)段42吸收高溫蒸汽熱量，降低了蒸汽溫度，熱管4吸收的熱量在冷凝段41釋放加熱上腔室11內(nèi)含懸浮物的酸性流體，從而實現(xiàn)達到進料無需加熱、廢氣低溫排放的雙重效果。
[0030]在換熱過程中，通過為攪拌裝置的攪拌作用，使得上腔室11內(nèi)產(chǎn)生軸向液流，固液混料混合更加均勻，并有效防止了懸浮顆粒沉淀以及附著于熱管4，避免了熱管4上附著懸浮顆粒形成熱阻的問題，保證了熱管4的換熱效率。實際應(yīng)用時，軸流式攪拌槳的葉片角度可依懸浮物顆粒及所需的流動速度調(diào)整，一般切線流速維持在lm/s以上，即能滿足防止懸浮物顆粒沉淀的要求.
[0031]為提高換熱效率，本實施例在熱管4的蒸發(fā)段42外壁設(shè)有螺旋翅片43，增加熱管4與高溫蒸汽的換熱面積，進一步提高換熱效率。
[0032]為提高安全性，上腔室11設(shè)有安全閥5，該安全閥5在上腔室11過壓時開啟，安全閥5能自動開啟施放大量蒸汽降低釜內(nèi)壓力，從而達到保護釜體I的安全。當(dāng)釜體內(nèi)壓力低于釜體設(shè)定壓力時，安全閥5能自動關(guān)恢復(fù)正常運行。
[0033]本實施例的熱管4采用防腐能力較強的鋼材制作，例如哈氏合金，以增強其防腐能力，延長其使用壽命?？紤]到，熱管4與管板3材料不同，無法完全焊接，故而采用活連接與焊接相配合的連接方法。具體的:在熱管上焊接內(nèi)螺紋接頭，在管板上焊接與內(nèi)螺紋接頭配合的外螺紋接頭，內(nèi)螺紋接頭與外螺紋接頭連接，以將熱管連接到管板上，焊接連接保證密封性，螺紋連接方便熱管拆裝，以便在單根熱管失效時快速更換。
[0034]本實施例還在上腔室11內(nèi)壁設(shè)有防腐涂層，可以是防腐涂料或是防酸的結(jié)構(gòu)材料，例如哈氏合金或者鈦材，以防止酸性物料腐蝕釜體。
[0035]參照圖3，為進一步提高換熱效率，本實施例還在下腔室12內(nèi)設(shè)置平臥的支撐板7，支撐板7上間隔地并排設(shè)置若干折流板8，相鄰折流板8之間形成流道82，折流板8 一端與釜體I內(nèi)壁之間形成流道口 81，相鄰的流道口 81錯位設(shè)置，上述的流道82和流道口 81連通形成了 S形蒸汽流道，延長了蒸汽流通路徑，前述熱管4的蒸發(fā)段42位于流道82內(nèi)。當(dāng)高溫蒸汽通入下腔室12后，沿著S形蒸汽流道流通，并與熱管4的蒸發(fā)段42充分進行熱量交換，提高高溫蒸汽利用率，可避免蒸汽在下腔室12形成短路現(xiàn)象而降低效率。
[0036]為實現(xiàn)自動控制，蒸汽進口 120處和蒸汽出口 121處均設(shè)置溫度傳感器和氣動閥門裝置。在固液混料進口 110處和固液混料出口 111處設(shè)置高溫螺桿泵和溫度傳感器。當(dāng)上腔室11內(nèi)混料溫度上升到預(yù)定溫度，便由高溫螺桿泵經(jīng)固液混合料出口抽出。
[0037]另外，還在下腔室12底部設(shè)置冷凝水出口 123，以便排出蒸汽冷凝水。
[0038]本實用新型實施例應(yīng)用于熱管換熱器，尤其含高溫高壓空氣與蒸汽的混合氣體與含高溫高壓高懸浮物強酸性流體之間進行熱量交換的熱管換熱器。
[0039]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，熟悉該本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白本實用新型包括但不限于附圖和上面【具體實施方式】中描述的內(nèi)容。任何不偏離本實用新型的功能和結(jié)構(gòu)原理的修改都將包括在權(quán)利要求書的范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種換熱器，其特征在于包括: 釜體，設(shè)有內(nèi)腔； 設(shè)置在所述內(nèi)腔中的管板，將所述內(nèi)腔分隔成上腔室和下腔室，所述上腔室具有固液混料進口和固液混料出口，所述下腔室具有蒸汽進口和蒸汽出口 ； 設(shè)置在所述管板上的若干熱管，所述熱管具有冷凝段和蒸發(fā)段，所述蒸發(fā)段位于所述下腔室內(nèi)，所述冷凝段位于所述上腔室內(nèi)； 設(shè)置在所述上腔室內(nèi)的攪拌裝置，對所述上腔室內(nèi)的固液混料進行軸流式攪拌。
2.如權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于:所述下腔室內(nèi)設(shè)有支撐板，所述支撐板上間隔地并排設(shè)置若干折流板，相鄰折流板之間形成流道，所述折流板一端與釜體內(nèi)壁之間形成流道口，相鄰的流道口錯位設(shè)置，所述熱管的蒸發(fā)段位于所述流道內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于:所述熱管的蒸發(fā)段外壁設(shè)有螺旋翅片。
4.如權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于:所述上腔室設(shè)有安全閥，所述安全閥在所述上腔室過壓時開啟。
5.如權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于:所述攪拌裝置為軸流式攪拌槳或者渦輪式攪拌盤。
6.如權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于:所述上腔室內(nèi)壁設(shè)有防腐涂層。
7.如權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于:其特征在于:所述熱管上設(shè)有內(nèi)螺紋接頭，所述管板上設(shè)有與所述內(nèi)螺紋接頭配合的外螺紋接頭，所述內(nèi)螺紋接頭與所述外螺紋接頭連接，以將所述熱管連接到所述管板上。
【文檔編號】F28D15/02GK204188051SQ201420639574
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】呂正雄, 柯龍 申請人:浙江海亮固廢處理科技有限公司