一種適用於高壓氣(汽)體加熱的冷凝器的製作方法

2023-05-13 11:44:21

專利名稱：一種適用於高壓氣(汽)體加熱的冷凝器的製作方法
技術領域：
本實用新型的名稱是一種適用於高壓氣(汽)體加熱的冷凝器， 屬熱能與動力工程領域。
技術背景在工業生產過程中，常常需要進行加熱或冷卻，即熱量的傳遞。 當一種流體與另一種流體進行熱交換而且不允許混合時，就要求在間 壁式熱交換器中進行。間壁式熱交換器種類很多，其中在中等壓力情 況下，採用管殼式換熱器最為合適，在高壓下， 一般選用U形管換熱 器，其實這也是一種管殼式換熱器，如果換熱過程中一種流體發生冷 凝，則該管殼式換熱器為冷凝器。管殼式換熱器雖然是一種普遍化的 產品，但是在條件各異的傳熱工況中，由於其結構的局限性、冷熱物流操作條件和物理性質的多變性，常常使得管殼式換熱器或冷凝器的 常規設計不能滿足工程上的需要。對於換熱過程中一種流體發生相變用於冷凝加熱的冷凝器，當熱 源為飽和蒸汽時一般選擇在臥式冷凝器的殼程冷凝，但當冷凝介質壓 力較高時，則採用管程冷凝較合適。然而在釆用管程冷凝時，常面臨 這樣的問題，即當被加熱介質為氣(汽)時，此時的管程冷凝傳熱系 數遠大於殼程的氣(汽)體對流換熱係數，根據傳熱學原理，當換熱 器兩側流體的換熱係數相差較大時，需要對換熱係數小的流體一側傳熱進行強化，對於氣(汽)體， 一般採用翅片進行強化。如果採用傳 統的管殼式換熱器結構，即換熱管橫向布置於換熱器殼體中， 一方面 會造成流體縱向衝刷換熱管束，不利於傳熱；另一方面，即使在殼程 加裝摺流板，在換熱管外加裝翅片也不方便。另外，傳統的冷凝器殼 體大多為方形，承壓能力有限，不適合於被加熱的殼程介質壓力較高 時的工況。本實用新型提出利用換熱蛇形翅片管縱向布置於換熱器圓筒形殼 體中用於管程冷凝加熱的思想，可有效解決傳統的冷凝器承壓能力不 高、傳熱性能差和結構不緊湊等問題。實用新型內容本實用新型提出的一種適用於高壓氣(汽)體加熱的冷凝器可用 於工程上一些需要加熱高壓氣(汽)體的場合，冷凝介質通過縱向布 置於冷凝器圓簡形殼體中的換熱蛇形翅片管束把熱量傳給翅片管外的 氣(汽)體，不僅可以最大程度地增加殼程的承壓能力，而且可以有 效地改善冷凝器的傳熱工況，即在不需增加折流板的條件下，改工程 上常規的縱向衝刷換熱管東為橫向衝刷，同時充分利用翅片管這種在 改進管式換熱面的過程中最早、最成功、對氣(汽)體換熱非常有效 的強化傳熱方法。因此，本實用新型對冷凝器在一些特殊場合的推廣 應用和節能降耗具有重要的意義。為解決上述技術問題，本實用新型一種適用於高壓氣(汽)體加 熱的冷凝器的技術方案如下由高壓氣(汽)體進口接管、圓簡形殼體、管箱、高壓氣(汽) 體出口接管、飽和蒸汽進口接管、冷凝液出口接管、支座、換熱蛇形 翅片管和旁流擋板組成的一種適用於高壓氣(汽)體加熱的冷凝器， 高壓氣(汽)體由介質進口接管進入由換熱蛇形翅片管構成的換熱芯 體，高壓氣(汽)體橫向衝刷換熱芯體，被換熱蛇形翅片管內的飽和 蒸汽加熱後由介質出口接管流出；飽和蒸汽由飽和蒸汽進口接管進入,在換熱蛇形翅片管內被冷凝後由冷凝液出口接管流出；高壓氣(汽) 體進、出口接管分別位於冷凝器左右兩側的上、下部；飽和蒸汽首先 進入位於換熱蛇形翅片管束上部的蒸汽母管中，然後均勻分配到每組 換熱蛇形翅片管中；冷凝器兩端為管箱；每組換熱蛇形翅片管縱向布 置於冷凝器圓簡形殼體中，並且相鄰兩組換熱蛇形翅片管之間呈叉排； 為改善殼程氣(汽)體的流動狀況，在冷凝器殼程還安裝有旁流擋板。 本實用新型特徵在於採用高效翅片管換熱表面代替傳統的光管換 熱表面，並且每組換熱蛇形超片管縱向布置於冷凝器圓簡形殼體中， 飽和蒸汽通過一根蒸汽母管均勾分配後在翅片管內流動，被加熱介質 可以是氣體，也可以是蒸汽，管外翅片釆用高頻焊環形翅片。和傳統 的冷凝器相比，不僅傳熱性能好、結構更加緊湊高效，而且每組換熱 蛇形翅片管縱向布置於冷凝器圓簡形殼體中，可以有效地解決傳統的 冷凝加熱器承壓能力不高、換熱管在殼體內橫向布置時被加熱流體只 能縱向衝刷換熱管、換熱效果差的問題。


圖1是一種適用於高壓氣(汽)體加熱的冷凝器的結構圖，圖2為圖1中A、 B向的投影圖。其中1-高壓氣(汽)體進口接管；2-圓簡形殼體；3-管箱；4-高壓氣(汽)體出口接管；5-飽和蒸汽進 口接管；6-冷凝液出口接管；7-支座；8-換熱蛇形翅片管；9-旁 流擋板。
具體實施方式
圖1也表示一個用高溫高壓飽和蒸汽加熱從某蓄熱器出來的飽和 蒸汽的冷凝器的結構。從蓄熱器出來的壓力為屍-1.2MPa的飽和蒸汽由介質進口接管1 進入由換熱蛇形翅片管8構成的換熱芯體，蒸汽橫向衝刷換熱芯體， 被換熱蛇形翅片管內的飽和蒸汽加熱後由介質出口接管4流出。高壓 飽和蒸汽由飽和蒸汽進口接管5進入，在換熱蛇形翅片管內被冷凝後 由冷凝液出口接管6流出。蒸汽進、出口接管分別位於冷凝器左、右 兩側的上、下部。高壓飽和蒸汽首先進入位於換熱蛇形翅片管東上部 的蒸汽母管中，然後均勻分配到每組換熱蛇形翅片管中。冷凝器兩端 為管箱3。每組換熱蛇形翅片管縱向布置於冷凝器圓簡形殼體2中，並且相鄰兩組換熱蛇形翅片管之間呈叉排；為改善殼程蒸汽的流動狀況， 在冷凝器殼程還安裝有旁流擋板。經測算，當高壓飽和蒸汽(凝結介質)壓力為2. 2MPa時，該冷凝 器換熱面積為20m2 (光管外表面積)，被加熱蒸汽出口過熱度可超過 20°C,完全滿足工程上的工藝需求。
權利要求1.一種適用於高壓氣(汽)體加熱的冷凝器，由高壓氣(汽)體進口接管、圓筒形殼體、管箱、高壓氣(汽)體出口接管、飽和蒸汽進口接管、冷凝液出口接管、支座、換熱蛇形翅片管、旁流擋板組成，其特徵在於採用高效翅片管換熱表面替代傳統的光管換熱表面，並且每組換熱蛇形翅片管縱向布置於冷凝器圓筒形殼體中，飽和蒸汽通過一根蒸汽母管均勻分配後在翅片管內流動，被加熱介質可以是氣體，也可以是蒸汽，管外翅片採用高頻焊環形翅片；高壓氣(汽)體由介質進口接管進入由換熱蛇形翅片管構成的換熱芯體，高壓氣(汽)體橫向衝刷換熱芯體，被換熱蛇形翅片管內的飽和蒸汽加熱後由介質出口接管流出；飽和蒸汽由飽和蒸汽進口接管進入，在換熱蛇形翅片管內被冷凝後由冷凝液出口接管流出；高壓氣(汽)體進、出口接管分別位於冷凝器左右兩側的上、下部；飽和蒸汽首先進入位於換熱蛇形翅片管束上部的蒸汽母管中，然後均勻分配到每組換熱蛇形翅片管中；冷凝器兩端為管箱；每組換熱蛇形翅片管縱向布置於冷凝器圓筒形殼體中，並且相鄰兩組換熱蛇形翅片管之間呈叉排；為改善殼程氣(汽)體的流動狀況，在冷凝器殼程還安裝有旁流擋板。
專利摘要一種適用於高壓氣(汽)體加熱的冷凝器，屬熱能與動力工程領域。由高壓氣(汽)體進口接管、圓筒形殼體、管箱、高壓氣(汽)體出口接管、飽和蒸汽進口接管、冷凝液出口接管、支座、換熱蛇形翅片管和旁流擋板組成。高壓氣(汽)體橫向衝刷換熱芯體，被換熱蛇形翅片管內的飽和蒸汽加熱後由介質出口接管流出。和傳統冷凝器相比，不僅傳熱性能好、結構更加緊湊高效，而且每組換熱蛇形翅片管縱向布置於冷凝器圓筒形殼體中，可有效解決傳統的冷凝加熱器承壓能力不高、換熱管在殼體內橫向布置時被加熱流體只能縱向衝刷換熱管、換熱效果差的問題。
文檔編號F28D7/00GK201110729SQ200720187999
公開日2008年9月3日 申請日期2007年10月18日 優先權日2007年10月18日
發明者吳雙應, 嵐 彭, 李友榮, 阮登芳, 虹 高 申請人:重慶大學