CN208847000U - 壳侧防堵型换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种壳侧防堵型换热器，属于换热器领域。壳体（1）内被分布板（2）分为蒸发腔（21）与冷凝腔（22）；蒸发腔（21）设有第一列管式换热器（5）和喷淋装置（3）；冷凝腔（22）设有第二列管式换热器（15）；分布板（2）的通气孔（7）上端覆盖一层疏水膜（8）；分布板（2）两侧通过第五挡板（20）围成降液管（6）；该换热器还包括淡水循环泵（14），淡水循环泵（14）第一侧面与液体出口（13）相连，第二侧面经法兰（23）与喷淋装置（3）相连。本实用新型不仅实现能量在换热器之间的内部转移，而且可以通过控制淡水纯度，有效的防止管壳式换热器壳侧防堵。

Description

壳侧防堵型换热器

技术领域

本实用新型涉及一种换热器领域，尤其涉及一种壳侧防堵型换热器。

背景技术

管壳式换热器具有结构简单、技术成熟、适用性广等特点，所以在制冷、石油化工、能源、航空等领域得到广泛应用。为了提高换热器效率，提高能源利用率，达到节能减排的目的，绝大多数换热器壳侧会引入翅片来增加单位体积换热量，但同样增加了壳侧流场的复杂性。传统换热器如果两股含有盐分、悬浮物及化学物质等成分流体换热过程较为剧烈，换热面上得到的热量不能及时向流体中心区域扩散，就会导致换热面附近急剧温升，发生强烈的局部沸腾。溶液中的悬浮物、化学物质以及溶解性盐等物质就会结晶附着在换热面上结垢。即使工作环境较温和的换热器也会因为运行时间长、换热流体含有不溶性物质等原因导致结垢。

目前工业上针对换热器结垢的处理方法较多，总体来说，换热器管层结垢处理方法较壳侧结垢简单。管层除垢具有及时性，不影响工业生产。然而壳侧除垢不仅费时费力影响工业生产，而且会大幅度降低换热器使用寿命。当壳侧结垢严重时还能堵塞换热器，导致换热器报废，失去换热能力。

实用新型内容

本实用新型针对目前管壳式换热器因壳侧结垢所带来的维护成本高、运行不稳定、降低换热器使用寿命等问题，设计了一种可以防止换热器壳侧结垢的壳侧防堵型换热器。

本实用新型所述的一种壳侧防堵型换热器，其特征在于：

包括壳体，壳体内设有分布板，分布板将壳体内部分为蒸发腔与冷凝腔，蒸发腔位于分布板下方，冷凝腔位于分布板上方；

上述壳体底部设有液体出口，下部第一侧面设有热流体入口，下部第二侧面设有热流体出口，上部第一侧面设有冷流体入口，上部第二侧面设有冷流体出口；

上述蒸发腔设有第一列管式换热器和喷淋装置，第一列管式换热器连通于热流体入口与热流体出口之间；喷淋装置位于分布板与第一列管式换热器之间，喷淋装置上安装多个喷头；

上述冷凝腔设有第二列管式换热器，第二列管式换热器连通于冷流体入口与冷流体出口之间；

上述分布板上设有多个通气孔，通气孔上端覆盖一层疏水膜，分布板两侧边缘设置有向壳体底部延伸的第五挡板，第五挡板与壳体不接触留有间隙，第五挡板与其所在两侧的壳体内壁围成降液管；

该换热器还包括淡水循环泵，淡水循环泵第一侧面与液体出口相连，第二侧面经法兰与喷淋装置相连。

所述一种壳侧防堵型换热器，分布板设置为由中心向降液管侧倾斜5°-10°的弓形结构，且分布板上的通气孔（7）呈正三角形分布。该种结构一方面可以最小化水蒸气通过通气孔时的流动阻力，另一方面可以保障冷凝水顺利的从分布板上流到降液管内。同时通气孔的正三角形分布可以最大化分布板的孔隙率。

所述一种壳侧防堵型换热器，通过分布板、第一纵挡板和第二纵挡板将换热器分为蒸发强和冷凝腔，并选用纯净的淡水作为中间传热介质。不仅实现能量在换热器之间的内部转移，而且可以通过控制淡水纯度，有效的防止管壳式换热器壳侧防堵。同时所述换热器蒸发腔和冷凝腔换热方式均为气液有相变换热，与普通的管壳式换热器液液和气液无相变换热方式的换热系数相比，其换热系数得到了成倍提升。

所述一种壳侧防堵型换热器，通过挡板与壳体围城多个密封腔，并且热流体入口、热流体出口、冷流体入口、冷流体出口均经过一个密封腔后再与对应的第一列管式换热器或第二列管式换热器的相应端口相连。这样不仅很好的防止热流体和冷流体流入到换热器的蒸发腔和冷凝腔内，而且又可以防止水蒸气流出换热器，保证整个换热器能够稳定运行。

所述一种壳侧防堵型换热器，疏水膜为聚四氟乙烯膜，该种膜特点在较低的压差下，能保证水蒸气透过，而水溶液则不能透过。

所述一种壳侧防堵型换热器，其制造材料可以根据工作环境的不同选择不同材料。并且该换热器应用范围广，可以通过控制换热器内压力实现。

所述一种壳侧防堵型换热器，清洗过程中只需要按照管侧清理方法清洗，而不需要拆卸整个换热器。维护过程中，首先应先通过法兰将淡水循环泵系统拆卸。

所述一种壳侧防堵型换热器，还包括淡水循环泵系统。淡水循环泵第一侧面与液体出口相连，第二侧面经法兰与喷淋装置相连。该循环泵用于将壳体底部储存的淡水泵入喷淋装置中。同时喷淋装置上安装多个喷淋头，用于将淡水均匀的喷洒在第一列管式换热器表面上。

所述一种壳侧防堵型换热器，其特征在于包括以下过程：

热流体由热流体入口流入第一列管式换热器，向由喷淋装置喷洒的淡水释放热量后，从热流体出口流出；壳体底部储存的淡水通过淡水泵泵入喷淋装置，淡水经喷头均匀喷洒在第一列管式换热器的管束上，其中一部分淡水被蒸发为水蒸气，另一部分淡水流入壳体底部；

经第一列管式换热器蒸发的水蒸气通过通气孔流入到第二列管式换热器管束表面，释放热量后被冷凝成水通过降液管流入壳体底部；冷流体由冷流体入口流入到第二列管式换热器，被水蒸气加热后，从冷流体入口流出。

附图说明

图1是壳侧防堵型换热器主视图；

图2是图1的A-A向剖视图；

图3是图2的B-B向剖视图；

图中标号名称：1—壳体；2—分布板；13—液体出口；11—热流体入口；12—热流体出口；9—冷流体入口；10—冷流体出口；5—第一列管式换热器；3—喷淋装置；4—喷淋头；7—通气孔；15—第二列管式换热器；8—疏水膜；6—降液管；16—第一挡板；17—第二挡板；18—第一纵挡板；19—第二纵挡板；20—第五挡板；21—蒸发腔；22—冷凝腔；23—法兰。

具体实施方式

本实用新型设计了一种壳侧防堵换热器，结合图1-图3说明该换热器的工作过程。

热流体由热流体入口11流入第一列管式换热器5，向由喷淋装置3喷洒的淡水释放热量后，从热流体出口12流出；壳体 1底部储存的淡水通过淡水泵14泵入喷淋装置3，淡水经喷头4均匀喷洒在第一列管式换热器5的管束上，其中一部分淡水被蒸发为水蒸气，另一部分淡水流一种壳体1底部；

经第一列管式换热器5蒸发的水蒸气通过通气孔7流入到第一列管式换热器5管束表面，释放热量后被冷凝成水通过降液管6流入壳体1底部；冷流体由冷流体入口9流入到第二列管式换热器15，被水蒸气加热后，从冷流体入口10流出。

Claims (5)

1.一种壳侧防堵型换热器，其特征在于：

包括壳体（1），壳体（1）内设有分布板（2），分布板（2）将壳体（1）内部分为蒸发腔（21）与冷凝腔（22），蒸发腔（21）位于分布板（2）下方，冷凝腔（22）位于分布板（2）上方；

上述壳体（1）底部设有液体出口（13），下部第一侧面设有热流体入口（11），下部第二侧面设有热流体出口（12），上部第一侧面设有冷流体入口（9），上部第二侧面设有冷流体出口（10）；

上述蒸发腔（21）设有第一列管式换热器（5）和喷淋装置（3），第一列管式换热器（5）连通于热流体入口（11）与热流体出口（12）之间；喷淋装置（3）位于分布板（2）与第一列管式换热器（5）之间，喷淋装置（3）上安装多个喷头（4）；

上述冷凝腔（22）设有第二列管式换热器（15），第二列管式换热器（15）连通于冷流体入口（9）与冷流体出口（10）之间；

上述分布板（2）上设有多个通气孔（7），通气孔（7）上端覆盖一层疏水膜（8）；分布板（2）两侧边缘设置有向壳体（1）底部延伸的第五挡板（20），第五挡板（20）与壳体（1）不接触留有间隙，第五挡板（20）与其所在两侧的壳体（1）内壁围成降液管（6）；

该换热器还包括淡水循环泵（14），淡水循环泵（14）第一侧面与液体出口（13）相连，第二侧面经法兰（23）与喷淋装置（3）相连。

2.根据权利要求1所述的壳侧防堵型换热器，其特征在于：

上述分布板（2）设置为由中心向降液管（6）侧倾斜5°-10°的弓形结构，且分布板（2）上的通气孔（7）呈正三角形分布。

3.根据权利要求1所述的壳侧防堵型换热器，其特征在于：

上述壳体（1）内安装有第一纵挡板（18）、第二纵挡板（19）；其中冷凝腔（22）和蒸发腔（21）由第一纵挡板（18）、第二纵挡板（19）与壳体（1）及分布板（2）围成；上述喷淋装置（3）、分布板（2）、第一列管式换热器（5）和第二列管式换热器（15）均水平固定于第一纵挡板（18）和第二纵挡板（19）之间。

4.根据权利要求1所述的壳侧防堵型换热器，其特征在于：

上述热流体入口（11）、热流体出口（12）、冷流体入口（9）、冷流体出口（10）均经过一个密封腔后再与对应的第一列管式换热器（5）或第二列管式换热器（15）的相应端口相连；所述密封腔通过挡板与壳体（1）围成。

5.根据权利要求1所述的一种壳侧防堵型换热器，其特征在于：

上述疏水膜（8）为聚四氟乙烯膜，该种膜特点在较低的压差下，能保证水蒸气透过，而水溶液则不能透过。