多管束热交换器 本发明涉及多管束热交换器,即热交换器装置,该装置包括多个以流体技术组接的热交换管束。流体技术组接不仅与穿流管束的介质有关,而且与绕流管束的介质有关或者与两者都有关。
这样的多管束热交换器已经是公知的。例如CH 586 882描述了一种串联管束热交换器形式的对流管束热交换器,其中在整个壳体里面设置多个管束,管束以流体技术串联连接并先后通流一次介质。全部管束在两个汇集所有管束的管座之间延伸,而各管座上面的端部内室这样构成分配室,使得以流体技术串联构成用于将一次介质分配到第一管束管子里面的入口分配室、然后是用于将各管束出口端连接到各相邻管束入口端的设置在这个或另一个管座上的连接室序列,最后是经过最后一个管束出口端的出口汇流室。在壳体里面的每个管束之间设置隔板,隔板分别在靠近这个或另一个管座附近具有通流孔,以使二次介质进入管束室然后通过通流孔从管束室到管束室地最终从最后的管束室到达出口。
本发明的任务在于,实现这样一种装置,该装置以标准构件组装的形式为基础实现多种管束热交换器装置的经济结构,该装置不仅在大小上而且在流体技术配置或一次介质和二次介质的流向上都能以最大可能的方式变化。
按照本发明这个任务通过在权利要求1中给出的装置而解决。本发明具有优点的结构在从属权利要求中给出。
按照本发明的方案规定,标准式热交换器管束与标准式壳体组件一起应用,这些标准部件能够实现大量组合可能性并且当然也能够实现不同大小的热交换器装置。
本发明的详细细节将根据下面几个具体实施例的附图予以详细描述。
图例均以各实施例的简要轴向剖面图画出。图示为:
图1画出地是管束以流体技术并联连接的由多管束构成的对流热交换器,
图2画出的是带有多个以流体技术串联连接管束的对流热交换器,
图3画出的是带有多个以流体技术并联连接管束的对流热交换器,但是相对于图1的装置改变了壳体结构,
图4画出的是带有多个以流体技术串联连接管束的对流热交换器,但是相对于图2的装置为另一壳体结构。
在图1中所示的热交换器具有壳体和设置在壳体中的管束。
壳体由外壳1所组成,在外壳上设置入口接头11和出口接头12用于将二次介质的输入管道或输出管道接进壳体空间或由壳体空间接出,并在外壳的两个轴向端部构成法兰13,壳体还有两个端部部件2和3,它们紧靠着外壳1的两个端部设置并分别具有用于通过穿流管束的介质的入口接头21和出口接头31,端部部件分别配设盖板22及32,盖板通过螺栓或螺杆23及33与外壳1的法兰13固定在一起。
在壳体里装进多个管束5,但对于图示实施例为三个管束,分别以5A,5B,5C表示。各管束由一定数量平行并相互间隔距离设置的热交换管51以及在管束轴向两端与热交换管连接的管座52所组成。
每个由热交换管51和两个附属管座52组成的管束构成一个整体单元形式的组件并以这样的组件装进壳体。为了对外壳1、端部部件2和3以及管座52进行密封而采用的密封件在图例中简要画出并可以容易地看作是O形密封圈,当然在此所用密封的具体形式可以根据需要任意选择。
外壳1内部的壳体空间由与管束5个数相对应的隔板14分隔成管间空间10A,10B,10C。这些隔板14在上部和下部配有通流孔15,通过这些通流孔将各管间空间相互连接。
如图所示,在端部部件2和3里面构成的端部内室没有被分隔,而是在所有三个管束上面延伸,以产生三个管束5A,5B和5C的并联通流。即三个管束以流体技术并联连接。
图2画出的装置仍然由壳体和装进壳体里面的三个管束5A,5B和5C所组成。带有外壳1、端部部件2和3以及用于与热交换器有关的介质的连接接头11,12,21和31的外壳结构、和通过隔板14将壳体空间划分成管间空间10A,10B和10C都与图1所示的装置相对应。
三个管束以与图1所示相同的方法构成并仍然分别由热交换管51和设置在轴向两端的管座52所组成,其中各管束仍然由这些部件所组成的整体单元或结构组件制造。
但是针对图2所示的结构相对于图1的结构这样来改变其端部部件2,3和外壳1里面的隔板14,使三个管束在图2的装置中以流体技术串联连接并使由接头11流入和从接头12流出的二次介质在所有三个管束中相对于一次介质逆流流动,一次介质通过接头21流入,通过接头31流出并先后通流三个管束的热交换管51。为此端部部件2和3这样变化,在从一次介质流动方向看上去的第一管束5C进入端上面构成进入内室24,另外在端部部件3以及端部部件2里面分别构成用于在两个在流体技术上首尾相连的管束相邻端部之间传导一次介质的过渡室35或25(从5C到5B通过过渡室35而从5B到5A通过过渡室25),并在最后一个,即从一次介质流动方向看上去的管束5A的流出端上面构成流出室36。在端部部件2和3里面用隔板27或37将相应的端部部件空间分隔成相应的腔室。
在各隔板14上只配有一个通流孔15,通流孔分别靠近各管座,以使二次介质必须基本上在壳体空间的全部轴向长度上与通过管束流动的介质对流流动,直到二次介质可以通过各通流孔15传导到相邻的管间空间。
对于图1和2所示布置的结构可以采用标准的隔板14,如图1所示,隔板可以在两个轴向端部具有通流孔,封闭其中的一个以构成图2中的装置。
同样可以准备带有或没有隔板27或37的不同端部部件,以便由这些部件根据标准构件组装结构的需要按照图1和图2进行制造。
图3和4所示的结构与图1或图2所示的结构类似,即带有以流体技术并联连接管束的(图3)或以流体技术串联连接管束的(图4)多管束热交换器。相同或对应的部件仍然以与图1和2中相同的标号表示。
管束5A,5B和5C(例如仍然是3个)对应于图1和2中的那些管束。
端部部件2和3也对应于图1和2中那些端部部件。
带有连接接头11和12的外壳1也一样。
但是按照图3和4的结构通过改变或另构壳体结构而与图1和2中的结构不同。因为在图3和4的结构中隔板14没有通流孔,即是全封闭的。代替通流孔的是在图3和4的结构中端部部件2和3各加入设置在端部部件与外壳1法兰13之间的插入件4构成隔板14的延长或者说在相邻管间空间之间产生过渡的地方具有通流孔41。
由此可以将壳体的外壳部件1和隔板14制成标准部件,同时可以根据需要将不同的插入件4制成用作在壳体空间之间产生通流孔、用作标准构件组装的部分。
对于按照图3和4的结构,当插入件4具有足够的轴向长度时壳体空间的连接接头(对于图示实施例以11和12表示并设置在外壳1上)也可以设置在插入件4上。此外不仅可以将一个或两个连接接头连接在各插入件4侧面,而且可以将其轴向布置并穿过各端部部件2或3。
上述实施例根据在图示中给出的箭头被描述为对流热交换器。相同的方法也可以用于顺流热交换器,对此只需将两种介质中一个的流动方向反向。
按照本发明的方案能够在使用标准式部件条件下实现任意的热交换器结构。尤其是管束可以由标准部件构成,由这些部件可以与规定运行无关地构成不同尺寸的任意的多管束热交换器装置作为顺流或对流热交换器。对于不同尺寸的热交换器可以准备不同的壳体部件,即外壳和端部部件,壳体部件构成用于容纳一定数量的管束,或者可以规定这些壳体部件的多种部件配置。通过采用相应的端部部件,以及这些用于并联运行或串联运行的管束,可以由相对少的基础部件以标准式因而非常经济地按照需要构造热交换器装置。