管板式換熱器的製造方法
2023-05-30 19:00:16 1
管板式換熱器的製造方法
【專利摘要】本申請公開了一種管板式換熱器，包括殼體和換熱管板；換熱管板為截面是矩形的扁平管；殼體包括兩個相對設置的安裝板，安裝板上設置有呈陣列布置的空氣通孔，換熱管板的兩個管口分別與兩個安裝板上的空氣通孔密封連接；殼體上與換熱管板的窄面平行的兩個側面上開設有煙氣通孔。本實用新型提供的管板式換熱器中，採用了截面是矩形的扁平管作為換熱管，替代了傳統圓管狀的換熱管，熱交換效率與板式換熱器相當，而且，與普通圓形管的管式換熱器相比，換熱管板更有利於空間排布，空間利用率更高，因此可以減小換熱器的體積和重量。
【專利說明】管板式換熱器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及換熱器【技術領域】，特別涉及一種管板式換熱器。
【背景技術】
[0002]石化、電力等行業有很多工藝或焚燒類加熱爐，其處理煙氣餘熱的方法通常是將煙氣和空氣進行熱交換，由換熱後的空氣將回收熱量帶入加熱爐循環利用，從而達到節能的效果。
[0003]目前，空氣換熱器根據不同的結構或傳熱方式分為管式換熱器、迴轉式換熱器、板式換熱器等；其中，較為常用的管式換熱器的換熱效率較低，體積較大、重量也較大。而板式換熱器具有換熱效率高的優點，但是對板的製造和安裝要求較高，製造工藝複雜，造價昂貴，而且存在空氣側向煙氣側洩露的問題，導致一定的能量損失。
[0004]綜上所述，如何解決管式換熱器換熱效率低、體積大、重量大的問題，成為了本領域技術人員亟待解決的問題。
實用新型內容
[0005]有鑑於此，本實用新型的目的在於提供一種管板式換熱器，以提高換熱器的換熱效率，減小換熱器體積和重量。
[0006]為達到上述目的，本實用新型提供以下技術方案:
[0007]—種管板式換熱器，包括殼體和呈陣列布置在所述殼體中的換熱管板；所述換熱管板為截面是矩形的扁平管；所述殼體包括兩個相對設置的安裝板，所述安裝板上設置有呈陣列布置的空氣通孔，所述換熱管板的兩個管口分別與兩個所述安裝板上的空氣通孔密封連接；所述殼體上與所述換熱管板的窄面平行的兩個側面上開設有煙氣通孔。
[0008]優選的，在上述的管板式換熱器中，所述安裝板可拆卸地密封連接在所述殼體上。
[0009]優選的，在上述的管板式換熱器中，所述換熱管板的截面的長度L與寬度W的比值為 L:W = (3 ?100):lo
[0010]優選的，在上述的管板式換熱器中，所述換熱管板的管內截面寬度SI為5mm?30mmo
[0011]優選的，在上述的管板式換熱器中，所述換熱管板的壁厚為2mm?20mm。
[0012]優選的，在上述的管板式換熱器中，相鄰所述換熱管板外表面形成的煙氣通道的間隙為S2，且S2彡SI。
[0013]優選的，在上述的管板式換熱器中，所述換熱管板分層布置在所述殼體中，共布置Y層，Y彡2，每層布置M個所述換熱管板，M彡2。
[0014]優選的，在上述的管板式換熱器中，所述換熱管板的兩個管口與所述安裝板的空氣通孔之間通過密封劑粘接固定或焊接固定。
[0015]優選的，在上述的管板式換熱器中，所述換熱管板的材質為玻璃或金屬。
[0016]優選的，在上述的管板式換熱器中，所述殼體內部設置有位於所述換熱管板的中部位置，用於支撐所述換熱管板的支撐板。
[0017]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0018]本實用新型提供的管板式換熱器中，採用了截面是矩形的扁平管作為換熱管，在此稱為換熱管板，替代了傳統的管式換熱器中的圓管狀的換熱管，換熱管板呈陣列布置在殼體中，且換熱管板的兩個管口分別與殼體兩個安裝板上的空氣通孔密封連接，而在殼體上與換熱管板的窄面平行的兩個側面上開設有煙氣通孔。在工作時，空氣從一側安裝板上的空氣通孔進入換熱管板中，與此同時，煙氣從殼體的煙氣通孔進入殼體中，流經由相鄰換熱管板外表面形成的煙氣通道，與換熱管板中的空氣進行熱量交換，換熱完成後，空氣在換熱管板的另一側管口排向空氣通道，煙氣由殼體另一側面上的煙氣通孔排向煙氣管道。由於換熱管板為矩形的扁平管，熱交換效率與板式換熱器相當，而且，與普通圓形管的管式換熱器相比，換熱管板更有利於空間排布，空間利用率更高，因此可以減小換熱器的體積和重量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本實用新型實施例提供的一種管板式換熱器的主視圖；
[0021]圖2為圖1中的管板式換熱器的左視圖；
[0022]圖3為圖1中的管板式換熱器的俯視圖；
[0023]圖4為圖1中的A-A截面的局部剖視圖；
[0024]圖5為本實用新型實施例提供的一種管板式換熱器的換熱管板的單體結構示意圖；
[0025]圖6為本實用新型實施例提供的一種管板式換熱器的換熱管板的布置結構示意圖。
[0026]在上述圖1-圖6中，I為殼體、2為換熱管板、3為安裝板、301為空氣通孔、4為煙氣通道、5為支撐板、L為換熱管板的截面長度、W為換熱管板的截面寬度、SI為換熱管板的管內截面寬度、S2為相鄰換熱管板外表面形成的煙氣通道的間隙。
【具體實施方式】
[0027]本實用新型的核心是提供了一種管板式換熱器，提高了換熱器的換熱效率，減小了換熱器體積和重量。
[0028]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0029]請參考圖1-圖6，圖1為本實用新型實施例提供的一種管板式換熱器的主視圖；圖2為圖1中的管板式換熱器的左視圖；圖3為圖1中的管板式換熱器的俯視圖；圖4為圖1中的A-A截面的局部剖視圖；圖5為本實用新型實施例提供的一種管板式換熱器的換熱管板的單體結構示意圖；圖6為本實用新型實施例提供的一種管板式換熱器的換熱管板的布置結構示意圖。
[0030]本實用新型實施例提供了一種管板式換熱器，包括殼體I和換熱管板2 ;換熱管板2成陣列地布置在殼體I中，換熱管板2為扁平管，截面形狀為矩形，因此，換熱管板2的軸向方向上具有窄面和寬面；殼體I包括兩個相對設置的安裝板3，安裝板3上開設有呈陣列布置的空氣通孔301，換熱管板2的兩個管口分別與兩個安裝板3上的相互對應的空氣通孔301密封連接；殼體I可以是長方體結構，在殼體I上與換熱管板2的窄面平行的兩個側面上開設有煙氣通孔，即煙氣進入殼體I後，垂直於換熱管板2的軸線流動，且相鄰換熱管板2的寬面之間形成間隙S2，該間隙S2為煙氣通道4，煙氣在煙氣通道4內流動。
[0031]上述管板式換熱器的具體工作過程是:空氣從一側安裝板3的空氣通孔301進入換熱管板2內，向另一側安裝板3方向流動，與此同時，煙氣從殼體I的一側煙氣通孔進入殼體I內，煙氣在煙氣通道4中流動，即在相鄰換熱管板2的寬面之間的間隙內流動，煙氣與換熱管板2的外表面接觸，從而與換熱管板2內部的空氣進行熱交換，交換完成後，換熱管板2內的空氣流向空氣管道中，用於回收利用，煙氣則進入煙氣管道中。
[0032]可以看出，本實用新型中的管板式換熱器採用長方體形狀的扁平管作為換熱管，即換熱管板2，換熱管板2與傳統的圓管式換熱管相比，換熱管板2可以在殼體I內更緊密地布置，空間利用率高，而且換熱面積增大，熱交換效率提高，相當於板式換熱器的熱交換效率，但比板式換熱器的結構簡單，製造工藝簡單，成本低，而且由於安裝板3與殼體I之間密封，換熱管板2與安裝板3之間密封，所以防止了空氣洩露至煙氣側，並且由於矩形扁平管的空間利用率高，則可以減小換熱器的質量和體積。
[0033]如圖1所示，在本實施例中，安裝板3與殼體I為分體結構，安裝板3可拆卸地密封連接在殼體I上，由於安裝板3與殼體I密封連接，換熱管板2的管口與安裝板3上的空氣通孔301密封連接，因此，安裝板3將換熱管板2與殼體I內部的煙氣通道4完全隔離，空氣只能從空氣通孔301進入換熱管板2中，防止了空氣洩漏到煙氣通道4內，從而避免了空氣的能量損失。具體地，安裝板3通過螺釘、螺栓密封連接在殼體I上，方便拆卸，安裝板3可以是一次成型結構，也可以通過金屬切割或組焊等方法製成；當然，安裝板3還可以粘接或焊接在殼體I上，或者與殼體I為一體成型結構。
[0034]如圖1和圖5所示，換熱管板2的截面的長度L與寬度W的比值為L:W= (3?100) 使得換熱管板2為扁平管,換熱管板2在軸線方向上具有窄面和寬面,相鄰換熱管板2的寬面之間的間隙形成煙氣通道4，因為寬面與煙氣的接觸面積較大，熱交換效率更高。優選的，L與W的比值為5:1，當然，根據實際情況選擇合適的長寬比，並不局限與本實施例中所列舉的比值和範圍。
[0035]更具體地，如圖1和圖5所示,換熱管板2的管內截面寬度SI為5mm?30mm。換熱管板2的壁厚為2_?20_。根據不同的換熱器大小選擇合適尺寸的換熱管板2，並不局限於本實施例中所提供的尺寸。
[0036]如圖1、圖2和圖4所示，在本實施例中，相鄰換熱管板2外表面所形成的煙氣通道4的間隙為S2，並且S2 ^ SI，目的是為了保證空氣與煙氣的換熱效率較高的前提下，提高煙氣的通過量，提高煙氣餘熱回收的速度。
[0037]如圖1、圖2和圖6所示，在本實施例中，換熱管板2在殼體I中分層布置，共有Y層，Y ^ 2，每層布置M個換熱管板，M ^ 2。此為矩形陣列布置，對於長方體形狀的殼體I而言，矩形陣列布置對殼體I的利用率較高。當然，當殼體I為圓筒形結構時，換熱管板2可以採用多層布置結構，但是每層換熱管板2的數量由邊緣向中部逐漸增多，以充分利用殼體內部空間，總之，採用陣列布置結構既可以實現模塊化安裝，而且熱交換效率達到最優化。
[0038]進一步優化，如圖4所示，換熱管板2的兩個管口與安裝板3的空氣通孔301之間通過密封劑粘接固定或者焊接固定。當採用密封劑粘接固定時，則在保證換熱管板2與安裝板3密封連接的同時，還能夠對換熱管板2進行單獨拆卸，方便維修和更換。其中，密封劑具體為聚四氟乙烯墊或高溫膠。
[0039]在本實施例中，換熱管板的材質為玻璃或金屬，更優選為玻璃材質，具體為工業用高溫鋼化玻璃，由於煙氣是由燃料燃燒後所產生，燃料燃燒後產生二氧化硫，並有少量進一步氧化生成三氧化硫，煙氣還有一定水，使得煙氣低於其露點溫度時，極易對換熱器造成酸腐蝕，而採用鋼化玻璃，則有效防止了換熱板管2的腐蝕。而且將鋼化玻璃製成截面為矩形的扁平管結構，與大片玻璃平板相比，結構強度更好，不易破碎，便於製造、運輸及安裝。當然，換熱管板2也可採用金屬，當煙氣溫度大於400度時，換熱管板2選用304不鏽鋼，煙氣溫度在180?400度之間時，換熱管板2選用普通碳鋼。
[0040]如圖2所示，在本實施例中，為了保證換熱管板2的安裝強度，在殼體I內設置有支撐板5，支撐板5支撐在換熱管板2的中部位置，支撐板5為一塊板，其上相應地開設有用於穿過換熱管板2的支撐孔。
[0041]本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0042]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種管板式換熱器，其特徵在於，包括殼體(I)和呈陣列布置在所述殼體(I)中的換熱管板(2);所述換熱管板(2)為截面是矩形的扁平管；所述殼體(I)包括兩個相對設置的安裝板(3)，所述安裝板(3)上設置有呈陣列布置的空氣通孔(301)，所述換熱管板(2)的兩個管口分別與兩個所述安裝板(3)上的空氣通孔(301)密封連接；所述殼體(I)上與所述換熱管板(2)的窄面平行的兩個側面上開設有煙氣通孔。
2.根據權利要求1所述的管板式換熱器，其特徵在於，所述安裝板(3)可拆卸地密封連接在所述殼體(I)上。
3.根據權利要求1所述的管板式換熱器，其特徵在於，所述換熱管板(2)的截面的長度L與寬度W的比值為L:W= (3?100):1。
4.根據權利要求3所述的管板式換熱器，其特徵在於，所述換熱管板(2)的管內截面寬度 SI 為 5mm ?30mm。
5.根據權利要求4所述的管板式換熱器，其特徵在於，所述換熱管板(2)的壁厚為2mm ?20mmo
6.根據權利要求5所述的管板式換熱器，其特徵在於，相鄰所述換熱管板(2)外表面之間形成的煙氣通道(4)的間隙為S2，且S2彡SI。
7.根據權利要求1所述的管板式換熱器，其特徵在於，所述換熱管板(2)分層布置在所述殼體(I)中，共布置Y層，Y彡2，每層布置M個所述換熱管板(2)，M彡2。
8.根據權利要求1所述的管板式換熱器，其特徵在於，所述換熱管板(2)的兩個管口與所述安裝板(3)的空氣通孔(301)之間通過密封劑粘接固定或焊接固定。
9.根據權利要求1-8任一項所述的管板式換熱器，其特徵在於，所述換熱管板(2)的材質為玻璃或金屬。
10.根據權利要求9所述的管板式換熱器，其特徵在於，所述殼體(I)內部設置有位於所述換熱管板(2)的中部位置、用於支撐所述換熱管板(2)的支撐板(5)。
【文檔編號】F28F1/04GK204043453SQ201420429753
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】程向鋒 申請人:洛陽明遠石化技術有限公司