高效双腔湍流换热器.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103994672 A (43)申请公布日 2014.08.20 C N 1 0 3 9 9 4 6 7 2 A (21)申请号 201410209173.4 (22)申请日 2014.05.16 F28D 7/00(2006.01) F28F 1/10(2006.01) F28F 9/00(2006.01) F28F 9/10(2006.01) F28F 9/24(2006.01) F28F 27/00(2006.01) (71)申请人山东鲁润热能科技有限公司 地址 250305 山东省济南市长清区五峰山旅 游度假区内 (72)发明人房玉刚 董林峰 (74)专利代理

2、机构济南诚智商标专利事务所有 限公司 37105 代理人侯德玉 (54) 发明名称 高效双腔湍流换热器 (57) 摘要 本发明公开了一种高效双腔湍流换热器属于 热交换设备，特别是两种热媒介质不直接接触的 换热设备。该换热器，包括装有一次热媒进出口、 二次热媒进出口的换热器筒体、安装在筒体内的 换热管束、其特征是：所述的筒体为矩形筒体，矩 形筒体中部的双腔隔板将筒体分为上下两个腔， 上腔和下腔内分别设置换热管束，腔体两端设用 矩形堵板，堵板上分别设置圆形管板，湍流螺纹换 热管两端固定在管板上，管板外侧采用螺栓连接 着管箱，管箱上分别设置二次热媒进出口，位于同 一端的上下腔体的二次热媒进出口之间设

3、有连通 开关，筒体上下设有一次热媒进出口，双腔隔板两 侧的筒体上分别设有一次热媒备用进出口，该进 出口之间装有一次热媒双腔连通开关。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103994672 A CN 103994672 A 1/1页 2 1.一种高效双腔湍流换热器，包括装有一次热媒进出口、二次热媒进出口的换热器筒 体、安装在筒体内的换热管束、其特征是：所述的筒体为矩形筒体，矩形筒体中部的双腔隔 板将筒体分为上下两个腔，上腔和下腔内分别设置换热管束

4、，腔体两端设用矩形堵板，堵板 上分别设置圆形管板，湍流螺纹换热管两端固定在管板上，管板外侧采用螺栓连接着管箱， 管箱上分别设置二次热媒进出口，位于同一端的上下腔体的二次热媒进出口之间设有连通 开关，筒体上下设有一次热媒进出口，双腔隔板两侧的的筒体上分别设有一次热媒备用进 出口，该进出口之间装有一次热媒双腔连通开关。 2.根据权利要求1所述的高效双腔湍流换热器，其特征是：所述的上腔和下腔内装有 折流板。 3.权利要求1-2之一所述的高效双腔湍流换热器的使用方法，其特征是：可实现多种 运行方式： A.关闭所有连通开关，可作为两组独立的湍流换热器使用，即上腔换热器一次热媒从 一次热媒进口(3)进入从

5、一次热媒备用出口(14)流出，二次热媒从二次热媒备用进口(6) 进入从二次热媒出口(1)流出，下腔换热器一次热媒从一次热媒备用进口(15)进入从一次 热媒出口(11)流出，二次热媒从二次热媒进口(12)进入从二次热媒备用出口(8)流出； B.关闭两端的二次热媒连通开关(7)、(13)，打开一次热媒连通开关(16)，可作为高低 温换热器使用，即一次热媒从一次热媒进口(3)进入从一次热媒出口(11)流出，高温组二 次热媒从二次热媒备用进口(6)进入从二次热媒出口(1)流出，低温组二次热媒从二次热 媒进口(12)进入从二次热媒出口(8)流出； C.关闭前端二次双腔连通开关(13)，打开后端二次双腔连

6、通开关(7)和一次热媒连 通开关(16)，可作为串联的换热器，即一次热媒从一次热媒进口(3)进入从一次热媒出口 (11)流出，二次热媒从二次热媒进口(12)进入从二次热媒出口(1)流出； D.打开前端二次双腔连通开关(13)，打开后端二次双腔连通开关(7)和一次热媒连 通开关(16)，可作为串联的换热器，即一次热媒从一次热媒进口(3)进入从一次热媒出口 (11)流出，二次热媒从二次热媒进口(12)进入分流部分热媒进入换热器，其他热媒通过前 端二次双腔连通开关(13)旁流通过与从换热器出来的热媒混合后，从二次热媒出口(1)流 出。 权 利 要 求 书CN 103994672 A 1/3页 3 高

7、效双腔湍流换热器 技术领域 0001 本发明属于热交换设备，特别是两种热媒介质不直接接触的换热设备。 背景技术 0002 随着现代工业的迅速发展，以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。国家在寻 找新能源的同时，也更加注重了节能新途径的研发，强化传热技术的应用不但能节约能源、 保护环境，而且能大大节约投资成本。管壳式换热器又称为列管式换热器，目前，国内外工 业生产，供暖供热中管壳式换热器仍占主导地位，但是管壳式换热器的应用中的缺点也非 常明显。管壳式换热器重量、体积大，需要预留出很大的空间用与检修。并且管壳式换热器 容易结垢，不容易清洗，维修费用高，工艺复杂。另外由于管壳式换热器受结构形式制约

8、，换 热效率低，无法实现低端差换热。 发明内容 0003 为了克服现有的管壳式换热器重量、体积大，需要预留出很大的空间用与检修的 不足,本发明提供一种高效双腔湍流换热器，该高效双腔湍流换热器采用矩形筒体，结构 紧凑，设备占地面积小，承压能力高，同时也具备方便检修等特点，使设备运行维护费用低。 0004 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效双腔湍流换热器，包括装 有一次热媒进出口、二次热媒进出口的换热器筒体、安装在筒体内的换热管束、其特征是： 所述的筒体为矩形筒体，矩形筒体中部的双腔隔板将筒体分为上下两个腔，上腔和下腔内 分别设置换热管束，腔体两端设用矩形堵板，堵板上分别设置圆形管板

9、，湍流螺纹换热管两 端固定在管板上，管板外侧采用螺栓连接着管箱，管箱上分别设置二次热媒进出口，位于同 一端的上下腔体的二次热媒进出口之间设有连通开关，筒体上下设有一次热媒进出口，双 腔隔板两侧的的筒体上分别设有一次热媒备用进出口，该进出口之间装有一次热媒双腔连 通开关。 0005 所述的上腔和下腔内装有折流板。 0006 本发明可实现多种运行方式，A.关闭所有连通开关，可作为两组独立的湍流换热 器使用，即上腔换热器一次热媒从一次热媒进口3进入从一次热媒备用出口14流出，二次 热媒从二次热媒备用进口6进入从二次热媒出口1流出，下腔换热器一次热媒从一次热媒 备用进口15进入从一次热媒出口11流出，

10、二次热媒从二次热媒进口12进入从二次热媒备 用出口8流出。B.关闭两端的二次热媒连通开关7、13，打开一次热媒连通开关16，可作为 高低温换热器使用，即一次热媒从一次热媒进口3进入从一次热媒出口11流出，高温组二 次热媒从二次热媒备用进口6进入从二次热媒出口1流出，低温组二次热媒从二次热媒进 口12进入从二次热媒备用出口8流出。C.关闭前端二次双腔连通开关13，打开后端二次 双腔连通开关7和一次热媒连通开关16，可作为串联的换热器，即一次热媒从一次热媒进 口3进入从一次热媒出口11流出，二次热媒从二次热媒备用进口12进入从二次热媒出口 1流出。 说 明 书CN 103994672 A 2/3页

11、 4 0007 D.打开前端二次双腔连通开关(13)，打开后端二次双腔连通开关(7)和一次热媒 连通开关(16)，可作为串联的换热器，即一次热媒从一次热媒进口(3)进入从一次热媒出 口(11)流出，二次热媒从二次热媒进口(12)进入分流部分热媒进入换热器，其他热媒通过 前端二次双腔连通开关(13)旁流通过与从换热器出来的热媒混合后，从二次热媒出口(1) 流出。 0008 本发明高效双腔湍流换热器具有如下优点： 0009 高效双腔湍流换热器的换热管布置形式、管程数均可根据设备运行工况进行调 整，设备结构合理，传热效率高，换热面积可比普通管壳式换热器节省25以上。 0010 高效双腔湍流换热器采用

12、双腔结构，上下腔体独立运行，通过连通开关调节运行， 可实现双腔串联、并联和单腔独立等多种运行方式，为设备的运行工况的调整提供多种选 择。 0011 蒸汽换热时存在蒸汽段换热和凝水段换热两个阶段，普通管壳式换热器受限于结 构无法真正实现两个阶段的连续换热，造成凝水出水温度过高，无法充分利用蒸汽热量，造 成能源的浪费。高效双腔湍流换热器的双腔结构真正意义上实现了蒸汽换热时的分段换 热，上腔实现蒸汽换热，下腔实现凝水换热，达到了节能减排的目标，设备长期运行可是较 大的经济和设备效益。 0012 高效双腔湍流换热器采用矩形截面，矩形筒体，结构紧凑，设备占地面积小，承压 能力高，同时也具备方便检修等特点

13、，使设备运行维护费用低。中间的双腔隔板既具有分隔 腔体的作用又具有加强筒体结构的作用。高效双腔湍流换热器两端管箱采用椭圆封头，承 压效果好，投资成本低。 0013 本发明的有益效果是高效双腔湍流换热器采用矩形截面双腔结构，上下腔体独立 运行，通过连通开关调节运行，可实现双腔串联、并联和单腔独立等多种运行方式，为设备 的运行工况的调整提供多种选择，管程数均可根据设备运行工况进行调整，设备结构合理， 传热效率高，换热面积可比普通管壳式换热器节省25以上。 附图说明 0014 图1为本发明的结构示意图， 0015 图2为图1的内部结构示意图， 0016 图3为图1的左视图， 0017 图4为图3的内

14、部结构示意图， 0018 图5为图1俯视状态内部结构示意图。 0019 图中，1.二次热媒出口，2.上腔体换热管束，3.一次热媒进口，4.筒体，5.管板， 6.热媒备用进口，7.后端二次双腔联通开关，8.二次热媒备用出口，9.下腔体换热管束， 10.支座，11.一次热媒出口，12.二次热媒进口，13.前端二次双腔连通开关，14.一次热媒 备用出口，15.一次热媒备用进口16.一次热媒双腔连通开关，17.双腔隔板，18.腔体堵板， 19.折流板。 具体实施方式 0020 本发明的具体实施方式是，如图所示： 说 明 书CN 103994672 A 3/3页 5 0021 实施例1，一种高效双腔湍流

15、换热器，包括装有一次热媒进口、二次热媒进出口的 换热器筒体4、安装在筒体内的换热管束、其特征是：所述的筒体为矩形筒体，矩形筒体中 部的双腔隔板17将筒体分为上下两个腔，上腔和下腔内分别设置上腔体换热管束2、下腔 体换热管束9，腔体两端设用矩形堵板18，堵板上分别设置圆形管板5，湍流螺纹换热管两 端固定在管板上，管板外侧采用螺栓连接着管箱，管箱上分别设置二次热媒进出口，位于同 一端的上下腔体的二次热媒进出口之间设有连通开关即前端二次双腔连通开关13、后端二 次双腔连通开关7，筒体上顶设有一次热媒进口3，筒体底部设有一次热媒出口11，双腔隔 板两侧的的筒体上分别设有一次热媒备用出口14和一次热媒备用进口15，该进出口之间 装有一次热媒双腔连通开关16。 0022 所述的上腔和下腔内装有折流板19。 说 明 书CN 103994672 A 1/2页 6 图1 图2 说 明 书 附 图CN 103994672 A 2/2页 7 图3图4 图5 说 明 书 附 图CN 103994672 A