專利名稱：高效板管回程式方箱換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及換熱器，具體說是一種高效板管回程式方箱換熱器。
二、技術(shù)背景在現(xiàn)有技術(shù)中，現(xiàn)有板式換熱器通過長期的研究和用戶的實(shí)際使用狀況發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有板式換熱器主要存在以下缺點(diǎn)1、流道間隙小易堵塞，流速變小，流量不穩(wěn)定，擴(kuò)容擴(kuò)壓，無被壓。
由于板式換熱器是依靠板片與板片相互擠壓密封、利用板片沖壓的倒槽作為流道，流道間隙小，經(jīng)常因細(xì)小的污物堵塞流道，因此需要經(jīng)常對設(shè)備進(jìn)行清理，影響設(shè)備的換熱效果及正常使用，給用戶造成了諸多不便。
2、單行程、單流道，設(shè)備熱效率低，浪費(fèi)能源，運(yùn)行費(fèi)用高。
板式換熱器一次熱媒和二次熱媒均為單行程，行程長度為板片高度的3/4。由于板式換熱器一次熱媒和二次熱媒均為單行程，而且一次熱媒和二次熱媒行程短。一次熱媒在還沒有完全利用就已到流道的末端，而這些未完全利用的熱媒也沒有再次利用，熱媒利用率僅為50％左右，浪費(fèi)了大量的可利用熱量，增加了費(fèi)用，對周圍造成熱污染；二次熱媒在還沒有完全吸收到所須熱量達(dá)到所須溫度時(shí)，已到流道的末端，必須多次反復(fù)循環(huán)加熱，浪費(fèi)了電能，增加了設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用。一般板式換熱傳熱系數(shù)(K值)，汽-水換熱傳熱系數(shù)(K值)為3000-5000W/(m2.k)；水-水換熱傳熱系數(shù)(K值)為800-1200W/(m2.k)。
3、板片易腐蝕，易穿孔。必須更換板片、密封條，進(jìn)行再次投資，使用戶投資費(fèi)用再次增加，并且影響了設(shè)備正常使用。
4、設(shè)備維修費(fèi)用高。由于板式換熱器板片間密封是依靠橡膠條擠壓密封，橡膠條擠壓變形，再加上受熱，設(shè)備檢修時(shí)必須每張片都必須打開，板片一旦打開大部分就不能使用，必須更換。橡膠條單買的價(jià)格都很高，給用戶帶來了購買橡膠條及人工很大的費(fèi)用。
5、材料現(xiàn)有板式換熱器板片全部采用不銹鋼材料，因我國大部分省份水中含有CL離子，而CL離子和不銹鋼接觸會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，對板片形成腐蝕，一般板式換熱器板片在使用2年后，一些板片就已經(jīng)因CL離子腐蝕板片壁很薄或已經(jīng)穿孔，必須更換板片，進(jìn)行再次投資，使用戶投資費(fèi)用再次增加，并且影響了設(shè)備正常使用。
6、使用壽命短，板式換熱器因其結(jié)構(gòu)和材料所限制，使用壽命一般在2-3年。
7、結(jié)構(gòu)簡單，無外殼包裝，而且外形不美觀、實(shí)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能提高效率、降低成本和縮小建筑空間的高效板管回程式方箱換熱器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案高效板管回程式方箱換熱器，包括換熱器，熱媒出口2，熱媒進(jìn)口9，高溫蒸汽進(jìn)口1，凝結(jié)水出口10，其分別與換熱器上的換熱管和殼體的進(jìn)出口連接，構(gòu)成熱交換裝置；其特殊之處在于所述的板管回程換熱器是方箱型結(jié)構(gòu)，其由方型筒體3、多根換熱管4、多個(gè)箱體內(nèi)折流板11、多個(gè)管板折流板8、多個(gè)箱體內(nèi)導(dǎo)流板5、方型管板6、方型法蘭封頭7構(gòu)成；所述的多根換熱管4設(shè)置在方型管板6上；所述的方箱型換熱器內(nèi)的多個(gè)箱體內(nèi)折流板11水平設(shè)置在方型筒體3內(nèi)，構(gòu)成多個(gè)腔體，每個(gè)腔體的進(jìn)出口左右依次錯(cuò)位設(shè)置；所述的方箱型換熱器內(nèi)的多個(gè)箱體內(nèi)導(dǎo)流板5垂直設(shè)置在方型筒體3內(nèi)，其構(gòu)成的多個(gè)腔體的進(jìn)出口前后依次錯(cuò)位設(shè)置；所述的方箱型換熱器的方型管板6、方型法蘭封頭7構(gòu)成外腔體，其內(nèi)設(shè)置多個(gè)管板折流板8，構(gòu)成回程通道。
上述的方箱型換熱器內(nèi)的多個(gè)箱體內(nèi)折流板11構(gòu)成上下多個(gè)腔體，每個(gè)腔體內(nèi)的多根換熱管4的數(shù)量從上到下依次遞減。
上述的方型管板6、與方型法蘭封頭7之間為法蘭連接形式。
上述的換熱管4采用有色金屬管。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)如下管板回程換熱器殼體采用低合金鋼板制作，換熱管束為小管組成，其可為紫銅管、鎳合金或鎳鈦合金管。本換熱器一般優(yōu)點(diǎn)如承壓能力高，被壓壓降損失小，區(qū)域加熱效率高，耐溫性能好，制造工藝成熟，容量大(是其他換熱器的一至三陪)，成本較低，維護(hù)管理簡便等性能外，使用壽命長，還具有下列重要特點(diǎn)1、管板回程換熱器結(jié)構(gòu)采用方箱式外形，結(jié)構(gòu)緊湊，體型小，節(jié)省用地面積和建筑高度。其重量輕，造價(jià)底，大大提高利用率，節(jié)省建筑投資，便于設(shè)計(jì)布置，同時(shí)運(yùn)行造做方便。
2、管板回程換熱器的汽道和水道的間距比板式換熱器的間距大幾倍，不容易堵塞。換熱管束分單元布置，每個(gè)單元換熱管束的尺寸和重量較小，便于維護(hù)和清洗。
3、密封效果好，保持5-10年以上，管板回程換熱器的殼體連接采用焊接，換熱管束和管板采用脹接，牢固可靠。換熱管束每個(gè)單元獨(dú)立設(shè)置，4、工藝科學(xué)，便于檢修，工藝管道便于安裝，換熱管束每個(gè)單元獨(dú)立設(shè)置，檢修時(shí)只需打開換熱器前后封頭，換熱管束內(nèi)部一目了然，簡單方便，管子壞了只需抽出更換，永不結(jié)垢，封頭和管板密封板可反復(fù)使用，一般不許更換。
5、傳熱系數(shù)高，節(jié)省換熱面積，一般管板回程換熱器傳熱系數(shù)(K值)，汽-水換熱傳熱系數(shù)(K值)為10400-10700W/(m2.k)左右；水-水換熱傳熱系數(shù)(K值)為2800-3100W/(m2.k)，汽-水換熱比板式換熱器大1.5倍左右，換熱面積可減少40-60％；水-水換熱傳熱系數(shù)比一般光管換熱器高30-40％。
6、高效新型，區(qū)域加熱，熱利用高。板管回程換熱器汽-水換熱排出的凝結(jié)水溫度低一般在70℃以下，既無漏汽損失，也不需要安裝疏水器。換熱區(qū)域不在同一空間內(nèi)多行程、多流道、多折流。從下到上區(qū)域加熱分五(六)區(qū)(低溫低區(qū)加熱)低溫高區(qū)加熱、中溫低區(qū)加熱、中溫高區(qū)加熱、高溫低區(qū)加熱、高溫高區(qū)加熱。分區(qū)加熱，流道加長，而且全都是逆流加熱，其換熱充分。
7、板管回程換熱器汽-水換熱排出的凝結(jié)水壓力為蒸汽壓力的80％，可利用自身的余壓回流至鍋爐房。節(jié)省了凝結(jié)水回收系統(tǒng)的設(shè)備和站房投資，同時(shí)設(shè)計(jì)和管理均大為方便。
8、水力特性好，熱媒和被加熱水的流動阻力小，流速穩(wěn)定。
9、使用壽命長，使用壽命為15-20年。
四

圖1是現(xiàn)有的板式換熱的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明板管回程換熱器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明板管回程換熱器的水平剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明板管回程換熱器的箱體的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖中標(biāo)號說明1-高溫蒸汽進(jìn)口 2-熱媒出口 3-方型筒體4-換熱管 5-箱體內(nèi)導(dǎo)流板 6-方型管板7-方型法蘭封頭 8-管板折流板 9-熱媒進(jìn)口10-凝結(jié)水出口11-箱體內(nèi)折流板五具體實(shí)施例方式參見圖1，現(xiàn)有的板式換熱器，由于板式換熱器是依靠板片與板片相互擠壓密封、利用板片沖壓的倒槽作為流道，流道間隙小，經(jīng)常因細(xì)小的污物堵塞流道，因此需要經(jīng)常對設(shè)備進(jìn)行清理，影響設(shè)備的換熱效果及正常使用，給用戶造成了諸多不便。而且其為單行程、單流道，設(shè)備熱效率低，浪費(fèi)能源，運(yùn)行費(fèi)用高。
參見圖2，圖3，圖4，本發(fā)明所述的板管回程換熱器是方箱型結(jié)構(gòu)，其由方型筒體3、多根換熱管4、多個(gè)箱體內(nèi)折流板11、多個(gè)管板折流板8、多個(gè)箱體內(nèi)導(dǎo)流板5、方型管板6、方型法蘭封頭7構(gòu)成；所述的多根換熱管4設(shè)置在方型管板6上；在方箱型換熱器內(nèi)的多個(gè)箱體內(nèi)折流板11水平設(shè)置在方型筒體3內(nèi)，構(gòu)成多個(gè)腔體，每個(gè)腔體的進(jìn)出口左右依次錯(cuò)位設(shè)置；在方箱型換熱器內(nèi)的多個(gè)箱體內(nèi)導(dǎo)流板5垂直設(shè)置在方型筒體3內(nèi)，其構(gòu)成的多個(gè)腔體的進(jìn)出口前后依次錯(cuò)位設(shè)置；在方箱型換熱器的方型管板6、方型法蘭封頭7構(gòu)成外腔體，其內(nèi)設(shè)置多個(gè)管板折流板8，構(gòu)成回程通道。
從而換熱區(qū)域不在同一空間內(nèi)形成多行程、多流道、多折流。從下到上區(qū)域加熱分五(六)區(qū)(低溫低區(qū)加熱區(qū))低溫高區(qū)加熱區(qū)、中溫低區(qū)加熱區(qū)、中溫高區(qū)加熱區(qū)、高溫低區(qū)加熱區(qū)、高溫高區(qū)加熱區(qū)。其采用分區(qū)加熱，流道加長，而且全都是逆流加熱，其換熱充分。
在方箱型換熱器內(nèi)的多個(gè)箱體內(nèi)折流板11構(gòu)成上下多個(gè)腔體內(nèi)，為了減少壓降，保證流速，每個(gè)腔體內(nèi)的多根換熱管4的數(shù)量從上到下依次遞減。
管板設(shè)計(jì)成多回程，從下到上區(qū)域加熱分低溫區(qū)加熱、中溫低區(qū)加熱、中溫高區(qū)加熱、高溫低區(qū)加熱、高溫高區(qū)加熱。為了便于檢修法蘭與管板用螺紋連接，方形筒體與兩管板是焊接，管子與管板是脹接，為了是它的行程加長，加熱充分，管箱內(nèi)上下焊了多折流板、前后焊了多導(dǎo)流板。進(jìn)出口的管子與筒體/法蘭是焊接連接。
參見圖2，圖3，圖4，板管回程換熱器的工作原理是高溫蒸汽或高溫水通過高溫蒸汽進(jìn)口1流入左方型管板6，高溫蒸汽或高溫水通過管板導(dǎo)流進(jìn)入換熱管4，換熱管4內(nèi)高溫蒸汽或高溫水順流進(jìn)入方型法蘭封頭7內(nèi)，再通過右方型管板的導(dǎo)流與封頭的折流從高溫高區(qū)流入高溫底區(qū)，管板的管數(shù)與流量遞減流速不變。然后通過換熱管4逆流到左方型法蘭封頭內(nèi)，通過左管板的導(dǎo)流與封頭的折流從高溫底區(qū)流入中溫高區(qū)，管板的管數(shù)與流量再遞減，然后通過換熱管4順流到方型法蘭封頭7內(nèi)，再次通過右管板的導(dǎo)流與封頭的折流從中溫高區(qū)流入中溫底區(qū)，流量再次遞減，通過換熱管逆流到左封頭內(nèi)，通過左管板的導(dǎo)流與封頭的折流從中溫底區(qū)流入底溫底區(qū)，通過換熱管順流到左封頭內(nèi)，最后凝結(jié)水排出。
方型筒體3內(nèi)是被加熱熱媒，被加熱熱媒通過熱媒進(jìn)口9進(jìn)入殼體，然后通過前后導(dǎo)流和左右折流，減慢流速，且使形程加長，通過加熱管區(qū)域加熱，加熱充分，主要表現(xiàn)在第五行程一次熱媒加熱第一行程的二次熱媒，第四行程一次熱媒加熱第二行程的二次熱媒，第三行程一次熱媒加熱第一行程的三次熱媒，第二行程一次熱媒加熱第四行程的二次熱媒，第一行程一次熱媒加熱第五行程的二次熱媒。然后從頂部的熱媒出口流出用于供熱，高溫蒸汽或水從高區(qū)進(jìn)入然后通過管板和導(dǎo)流板逐漸向低區(qū)遞減，然后從熱媒出口2流出；板管回程換熱器是用高溫蒸汽或水通過換熱管加熱殼內(nèi)的熱媒。
本發(fā)明采用了小管組成，有色金屬管為流道。針對板式換熱器流速小、流量不穩(wěn)定，采用了換熱管數(shù)量、流量遞減的回程式管板，保證了流速不變。為了減少維修成本，本發(fā)明采用了固定式管板、法蘭連接，易拆裝、維修，管子壞了只需抽出更換。為了提高設(shè)備熱效率，有效利用能源，本發(fā)明采用了水包汽而且采用多行程、多流道、多折流，形成了各個(gè)換熱空間局部逆流加熱，換熱充分，內(nèi)管阻力小，被壓溫度底，被壓壓降損失少，而且工作比較安全穩(wěn)定。本發(fā)明采用了方箱型結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊美觀，體型小，容積大，是一般換熱器的三倍，節(jié)省用地面積和建筑高度，節(jié)省建筑投資，便于設(shè)計(jì)布置，同時(shí)運(yùn)行方便。本發(fā)明采用低合金鋼板和有色合金制作有效防止了腐蝕。承壓能力高，被壓壓降損失小，區(qū)域加熱效率高，耐溫性能好，制造工藝好，成本較低，使用壽命長，維護(hù)管理簡便等性能，有效的防止了其他換熱器的一些弊病。
本發(fā)明高效板管回程式方箱換熱器，其普遍適用于各地區(qū)城市熱網(wǎng)、區(qū)域供熱或單獨(dú)用戶鍋爐房所供應(yīng)的各種參數(shù)的蒸汽和高溫?zé)崴鳛闊崦降臒峤粨Q站使用，也可滿足各種工業(yè)特殊用途?？捎糜谄胀ńㄖ⒏邔咏ㄖ俺邔咏ㄖ懈鞣N采暖、空調(diào)供熱循環(huán)水系統(tǒng)及生活熱水循環(huán)水系統(tǒng)。
高溫蒸汽進(jìn)口進(jìn)入的熱媒可以為高溫水，等一次熱媒。
權(quán)利要求
1.高效板管回程式方箱換熱器，包括換熱器，熱媒出口(2)，熱媒進(jìn)口(9)，高溫蒸汽進(jìn)口(1)，凝結(jié)水出口(10)，其分別與換熱器上的換熱管和殼體的進(jìn)出口連接，構(gòu)成熱交換裝置；其特征在于所述的板管回程換熱器是方箱型結(jié)構(gòu)，其由方型筒體(3)、多根換熱管(4)、多個(gè)箱體內(nèi)折流板(11)、多個(gè)管板折流板(8)、多個(gè)箱體內(nèi)導(dǎo)流板(5)、方型管板(6)、方型法蘭封頭(7)構(gòu)成；所述的多根換熱管(4)設(shè)置在方型管板(6)上；所述的方箱型換熱器內(nèi)的多個(gè)箱體內(nèi)折流板(11)水平設(shè)置在方型筒體(3)內(nèi)，構(gòu)成多個(gè)腔體，每個(gè)腔體的進(jìn)出口左右依次錯(cuò)位設(shè)置；所述的方箱型換熱器內(nèi)的多個(gè)箱體內(nèi)導(dǎo)流板(5)垂直設(shè)置在方型筒體(3)內(nèi)，其構(gòu)成的多個(gè)腔體的進(jìn)出口前后依次錯(cuò)位設(shè)置；所述的方箱型換熱器的方型管板(6)、方型法蘭封頭(7)構(gòu)成外腔體，其內(nèi)設(shè)置多個(gè)管板折流板(8)，構(gòu)成回程通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效板管回程式方箱換熱器，其特征在于所述的方箱型換熱器內(nèi)的多個(gè)箱體內(nèi)折流板(11)構(gòu)成上下多個(gè)腔體，每個(gè)腔體內(nèi)的多根換熱管(4)的數(shù)量從上到下依次遞減。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高效板管回程式方箱換熱器，其特征在于所述的方型管板(6)、與方型法蘭封頭(7)之間為法蘭連接形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效板管回程式方箱換熱器，其特征在于所述的換熱管(4)采用有色金屬管。
全文摘要
本發(fā)明涉及換熱器，具體說是一種高效板管回程式方箱換熱器。現(xiàn)有板式換熱器由于板式換熱器是依靠板片與板片相互擠壓密封、利用板片沖壓的倒槽作為流道，流道間隙小，經(jīng)常因細(xì)小的污物堵塞流道，因此需要經(jīng)常對設(shè)備進(jìn)行清理，影響設(shè)備的換熱效果及正常使用，給用戶造成了諸多不便；且單行程、單流道，設(shè)備熱效率低，浪費(fèi)能源，運(yùn)行費(fèi)用高。本發(fā)明采用方箱型結(jié)構(gòu)板管回程換熱器，其通過折流板、管板折流板、箱體內(nèi)導(dǎo)流板形成多行程、多流道、多折流式通道，因而不僅結(jié)構(gòu)緊湊，體型小，而且傳熱系數(shù)高，節(jié)省換熱面積，成本低。
文檔編號F28D1/06GK1904537SQ200510043000
公開日2007年1月31日 申請日期2005年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月27日
發(fā)明者冉昭杰, 冉娟娟 申請人:西安華廣電站鍋爐有限公司