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1、(10)申请公布号 CN 104359335 A (43)申请公布日 2015.02.18 C N 1 0 4 3 5 9 3 3 5 A (21)申请号 201410616277.7 (22)申请日 2014.11.05 F28D 7/02(2006.01) (71)申请人镇海石化建安工程有限公司 地址 315207 浙江省宁波市镇海区蛟川街道 炼化路 (72)发明人王健良 张贤安 胡兴苗 李军杰 刘利江 (74)专利代理机构宁波诚源专利事务所有限公 司 33102 代理人姚娟英 (54) 发明名称 新型多股流换热器 (57) 摘要 本发明涉及到一种新型多股流换热器，包括 壳体，设置在所述壳。
2、体内的换热管以及设置在壳 体内两端部的上管板和下管板，所述换热管的两 端部分别限位在上、下管板上，所述壳体上设有与 壳体内腔相连通的壳程入口和壳程出口；其特征 在于所述换热管有多组，各所述换热管组位于上、 下管板之间的部分沿所述壳体的轴向螺旋盘绕设 置，对应于各所述换热管组在所述壳体上设有与 多个分别连通各所述换热管组的管程出口和管程 入口。本发明换热效率高，节能减排效果好；且 套筒和换热管组纵向设置的结构，使换热管集中 定位在壳体上部和下部的管板上，结构受力合理， 管、壳程均可承受较大压力，密封效果好，完全避 免了内漏；能在高温、高压工况下使用且可承受 温度、压力的较大波动。 (51)Int。
3、.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图3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4页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104359335 A CN 104359335 A 1/1页 2 1.新型多股流换热器，包括壳体，设置在所述壳体内的换热管以及设置在壳体内两端 部的上管板和下管板，所述换热管的两端部分别限位在上、下管板上，所述壳体上设有与壳 体内腔相连通的壳程入口和壳程出口；其特征在于所述换热管有多组，各所述换热管组位 于上、下管板之间的部分沿所述壳体的轴向螺旋盘绕设置，对应于各所述换热管组在所述 壳体上设有与多个分别连通各所述换热管组的。
4、管程出口和管程入口。 2.根据权利要求1所述的新型多股流换热器，其特征在于所述壳体内在所述上、下管 板之间设有至少一个套筒将所述壳体的内腔纵向分隔为多层相互独立的腔体；所述壳程入 口连通内层腔体，所述壳程出口连通外层腔体；并且各所述套筒上均设有连通相邻外层腔 体的流体出口，并且，相邻两个套筒上的流体出口上、下交替设置。 3.根据权利要求2所述的新型多股流换热器，其特征在于各所述换热管组分别设置在 各所述腔体内。 4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的新型多股流换热器，其特征在于所述壳体 包括筒体和设置在所述筒体两端的上封头和下封头；所述上封头上设有人孔；各所述管程 入口、管程出口设置在所述上。
5、、下封头上，所述壳程入口、壳程出口设置在所述上、下封头的 侧壁上。 5.根据权利要求4所述的新型多股流换热器，其特征在于各所述换热管组的出、入口 分别通过各自对应的管箱连接外界物流。 6.根据权利要求5所述的新型多股流换热器，其特征在于所述套筒有两个，所述腔体 有三个。 权 利 要 求 书CN 104359335 A 1/4页 3 新型多股流换热器 技术领域 0001 本发明涉及一种换热器，具体指一种新型多股流换热器。 背景技术 0002 换热器是工业装置中常见的设备。换热器的基本结构包括壳体和换热管，其中换 热管排列设置在壳体内，在使用时，换热管和壳体内分别通入不同温度的流体，两者对流时 通。
6、过热传递相互换热。 0003 现有技术中，一台换热器通常只能对两种介质进行换热。而工业装置中通常有多 个设备会产生废热，这些废热的利用需要多台换热器配合。设备投资大，且换热效率低。 0004 为此，授权公告号为CN201159608Y的实用新型专利公开了一种组合式换热器， 其包括上部换热部分和下部换热部分，为一整体立式换热器。在上部换热器筒体内设计了 气体分布器及可进行多股物流换热的三个换热箱，以利于不同的物流换热。为了使换热箱 的换热面积增大而设备体积不变，设计了翅片式换热管。该专利技术与传统换热器相比较， 具有设备结构合理，压降损失小，热量损失小，热效率高，节能效果好，占地面积小等特点。 。
7、0005 但该组合式换热器由于管束要横插进入壳体，管束长度受到壳体直径的约束，管 束直径也同时受限于壳体直径，管束个数受限于设备高度。换热面积小；并且由于多个管束 从上到下叠加在一起，无法检修，一旦管束与壳体连接处出现问题，整台设备就会报废。并 且由于管束是从壳程筒体侧面插入，筒体开孔有限，壳程不能承受高压、高温，尤其不适合 用于压力波动较大的工况。 发明内容 0006 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能在高温、高压以及 压力波动较大情况下使用且换热效率高的新型多股流换热器。 0007 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该新型多股流换热器，包括壳体， 设置在所述壳体。
8、内的换热管以及设置在壳体内两端部的上管板和下管板，所述换热管的两 端部分别限位在上、下管板上，所述壳体上设有与壳体内腔相连通的壳程入口和壳程出口； 其特征在于所述换热管有多组，各所述换热管组位于上、下管板之间的部分沿所述壳体的 轴向螺旋盘绕设置，对应于各所述换热管组在所述壳体上设有与多个分别连通各所述换热 管组的管程出口和管程入口。 0008 作为改进，通过所述壳体内在所述上、下管板之间设有至少一个套筒将所述壳体 的内腔纵向分隔为多层相互独立的腔体；所述壳程入口连通内层腔体，所述壳程出口连通 外层腔体；并且各所述套筒上均设有连通相邻外层腔体的流体出口，并且，相邻两个套筒上 的流体出口上、下交替。
9、设置。即实现多壳程的目的，使得壳程流体行程明显加长，换热更为 充分。 0009 也可以在各个腔体内通入不同的流体，这需要在壳体上对应设置多个壳体流体 出、入口。同时取消在套筒上设置流体出口。或者可以在各腔体内通入不同的流体，而在各 说 明 书CN 104359335 A 2/4页 4 换热管组内通入同一种流体。可根据实际情况选择使用。 0010 优选的是，各所述换热管组分别设置在各所述腔体内，以方便制造和维护。 0011 上述各方案中，较好是，所述壳体包括筒体和设置在所述筒体两端的上封头和下 封头；所述上封头上设有人孔；各所述管程入口、管程出口设置在所述上、下封头上，所述 壳程入口、壳程出口设。
10、置在所述上、下封头的侧壁上。 0012 各所述换热管组的出、入口分别通过各自对应的管箱连接外界物流，以方便物流 的连接。 0013 较好的，所述套筒有两个，所述腔体有三个，在实现充分换热的目的下，结构最为 简单。 0014 与现有技术相比，本发明在壳体内设置了多组换热管组，每组换热管组内通入不 同的换热介质，同时对壳程内的流体进行换热，不仅提高了换热效率，而且可充分利用不同 装置产生的废热，同时进入同一换热器对同一介质换热，降低了设备投资，热量损失小，节 能减排效果好。优选方案中用套筒将壳程分隔为多层，使壳程内的流体在壳体内迂回流动， 有效延长了流体在壳体内的停留时间，大大增加了换热面积，且壳。
11、程完全分开，无内漏点。 套筒和换热管组纵向设置的结构，使换热管集中定位在壳体上部和下部的管板上，结构受 力合理，管、壳程均可承受较大压力，且密封效果好，完全避免了内漏；能在高温、高压工况 下使用且可承受温度、压力的较大波动。 0015 本发明尤其适合配套应用于加氢裂化、加氢精制等高温、高压以及压力波动较大 的化工装置中使用。 附图说明 0016 图1为本发明实施例1的剖视结构示意图； 0017 图2为本发明实施例1中管箱布管示意图； 0018 图3为本发明实施例2的剖视结构示意图。 具体实施方式 0019 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。 0020 实施例1 0021 如图1和图2。
12、所示，该新型多股流换热器包括： 0022 壳体1，立式设置，由筒体11和设置在筒体两端的上封头12和下封头13组成。上 封头上设有人孔(图1中未示出)。壳体1内，在筒体11和上、下封头12、13的连接位置分 别设有上管板4和下管板5。 0023 换热管组3，有二组，螺旋盘绕在壳体内。壳体中心位置设有芯管31，第一换热管 组32由多根换热管组成，这些换热管沿芯管31依次盘绕在芯管31外，形成多层，相邻层之 间的换热管螺旋方向相反；各第一换热管组的出口端穿过上管板4上对应的管孔后连接到 对应的第一上管箱62上；各第一换热管的入口端穿过下管板5连接到第一下管箱61上。 0024 第二换热管组33相对。
13、于壳体的轴线方向螺旋盘绕设置；第二换热管组套置在第 一换热管组外。第二换热管组也有多根换热管依次盘绕而成，形成多层布置，相邻层之间换 热管的螺旋方向相反。第二换热管组和第一换热管组的入口端和出口端的连接结构与第一 说 明 书CN 104359335 A 3/4页 5 换热管组的相同，都是分别穿过下、上管板连接对应的第二上管箱63、第二下管箱64。各管 箱分别设置在上封头顶面和下封头的底面上。各管箱出、入口分别连接相应外界管道(图 中未示出)。 0025 上封头侧壁上设有壳程入口19，下封头侧壁上设有壳程出口18，壳程出、入口连 通壳体内腔。 0026 使用时，壳程流体从壳程入口19进入壳体内腔。
14、，两股管程流体分别通过管箱进入 第一换热管组和第二换热管组，壳程流体与两个换热管组内的流体换热后，经由壳程出口 排出。两个换热管组在壳体内螺旋行走，停留时间长，与壳体流体之间换热面积大，换热效 率高。两个换热管组内的流体换热后经由各自的管箱排出。 0027 需要对管程和各换热管组进行检维修时，打开人孔，检修人员即可进入壳体内进 行操作，非常方便。 0028 本实施例换热管组纵向设置，换热管集中定位在壳体上部和下部的管板上，结构 受力合理，管、壳程均可承受较大压力，且密封效果好，完全避免了内漏。适合用于高温、高 压工况下换热且可承受较大范围内温度和压力的波动。 0029 实施例2 0030 如图。
15、3所示，该新型多股流换热器包括： 0031 壳体1，立式设置，由筒体11和设置在筒体两端的上封头12和下封头13组成。上 封头上设有人孔17。壳体1内，在筒体11和上、下封头12、13的连接位置分别设有上管板 4和下管板5。 0032 套筒2，有两个，纵向设置在上、下管板之间，将壳体的内腔由内而外纵向分隔为套 置设置的第一腔体14、第二腔体15和第三腔体16。第一腔体14、第二腔体15和第三腔体 16即为本实施例中的第一壳程、第二壳程和第三壳程。内层套筒21的下部和外层套筒22 的上部分别设有流体出口23。 0033 换热管组3，有三组，分别螺旋盘绕设置在三个腔体内。壳体中心位置设有芯管 31。
16、，本实施例在第一腔体14内的第一换热管组32，第一换热管由多根换热管组成，这些换 热管螺旋盘绕在芯管31上，形成多层布置，相邻层之间换热管的螺旋方向相反；各换热管 的出口端穿过上管板4上对应的管孔后连接到对应的第一上管箱62上；各换热管的入口端 穿过下管板5连接到第一下管箱61上。 0034 第二换热管组33在第二腔体15内相对于壳体的轴线方向螺旋盘绕设置；第三换 热管组(图中未示出)在第三腔体16内相对于壳体的轴线方向螺旋盘绕设置。第二换热 管组也有多根换热管依次盘绕而成，形成多层布置，相邻层之间换热管的螺旋方向相反。同 样，第三换热管组也有多根换热管依次盘绕而成，形成多层布置，相邻层之间换。
17、热管的螺旋 方向相反。第二换热管组和第三换热管组的入口端和出口端的连接结构与第一换热管组的 相同，都是分别穿过下、上管板连接各自对应的第二下管箱63、第二上管箱64、第三下管箱 65、第三上管箱66。六个管箱分别设置在上封头顶面和下封头的底面上。各管箱出、入口分 别连接相应外界管道(图中未示出)。 0035 上封头侧壁上设有壳程入口19，壳程入口19连通第一腔体14；下封头侧壁上设有 壳程出口18，壳程出口连通第三腔体。 0036 使用时，壳程流体从壳程入口19进入第一腔体，在第一腔体内与第一换热管组内 说 明 书CN 104359335 A 4/4页 6 的流体换热，经由内层套筒下部的流体出。
18、口进入第二腔体内，与第二换热管组内的流体换 热后，经由外层套筒上部的流体出口进入第三腔体，在第三腔体内与第三换热管组内的流 体换热，经由壳程出口排出。 0037 需要对管程和各换热管组进行检维修时，打开人孔，检修人员即可进入壳体内进 行操作，非常方便。 0038 本实施例通过环形套筒将壳体分隔为相互套置设置的三个腔体，换热管组纵向设 置，换热管集中定位在壳体上部和下部的管板上，结构受力合理，管、壳程均可承受较大压 力，且密封效果好，完全避免了内漏。适合用于高温、高压工况下换热且可承受较大范围内 温度和压力的波动。 说 明 书CN 104359335 A 1/3页 7 图1 说 明 书 附 图CN 104359335 A 2/3页 8 图2 说 明 书 附 图CN 104359335 A 3/3页 9 图3 说 明 书 附 图CN 104359335 A 。