專利名稱：小型浸液式熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)中水和蒸汽取樣分析裝置的熱交換器，是高溫水和蒸汽在線進(jìn)行取樣分析的主要器件，屬機(jī)械工業(yè)熱交換器專業(yè)。
火力發(fā)電熱力系統(tǒng)中的水和蒸汽的品質(zhì)，需要進(jìn)行降溫、減壓后，在線進(jìn)行連續(xù)取樣、儀表分析監(jiān)測，保證水和蒸汽的品質(zhì)，防止鍋爐、汽包、汽機(jī)等熱力設(shè)備腐蝕、結(jié)垢等不利因素的影響，確保安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。小型浸液式熱交換器，就是用于冷卻高溫水和蒸汽樣品的主要器件。過去，一般采用筒式和雙套管式熱交換器。這兩種熱交換器，都存在換熱效率低、體積大、清洗維護(hù)困難，工藝復(fù)雜等問題。小型浸液式熱交換器，能有效地克服上述缺陷，是比較理想的熱交換器件。
目前，國內(nèi)公知的熱交換器，主要有筒式和雙套管式兩種。前者是在封閉的筒內(nèi)，裝有蛇形取樣管，內(nèi)通高溫水或蒸汽，筒內(nèi)有流通的冷卻水，利用取樣管外表面向流通水傳熱，進(jìn)行熱交換，使高溫水和蒸汽降溫。這種熱交換器效率低，體積大，占據(jù)空間多，不便于布置。雙套管式熱交換器，是由兩根不同直徑的金屬管套在一起繞成螺旋狀，并固定在一塊金屬板上而構(gòu)成。內(nèi)管通高溫水或蒸汽，外管接流動冷卻水，其熱交換原理和筒式相同。它除了筒式熱交換器的缺點(diǎn)外，還有制造工藝復(fù)雜，兩管不易同心，往往內(nèi)外管相碰，運(yùn)行時發(fā)出噪聲，對冷卻水質(zhì)要求高，易結(jié)垢污堵，不能拆卸清洗維護(hù)等缺陷，已不能滿足實(shí)用的需要。
本實(shí)用新型的任務(wù)，是建立一種新的結(jié)構(gòu)型式。它可以克服國內(nèi)公知熱交換器的缺陷，滿足工程實(shí)用的需要，與公知的熱交換器相比，它具有下列優(yōu)越性。
1、結(jié)構(gòu)合理，內(nèi)部裝有冷卻水導(dǎo)管用于導(dǎo)流冷卻水，可以保證有效地進(jìn)行熱交換，消除了冷卻死區(qū)，換熱效率可提高5－10％。
2、整體結(jié)構(gòu)采用組裝式，可以方便地進(jìn)行組裝與拆卸，便于清洗維護(hù)。
3、樣品進(jìn)出口采用球面接頭或卡套式接頭與系統(tǒng)相連接，較公知的焊接便于拆卸與安裝。
4、對冷卻水質(zhì)要求低，在工業(yè)水質(zhì)較好的地區(qū)，可直接用工業(yè)水進(jìn)行冷卻，省去一套循環(huán)水二次冷卻設(shè)備，大大減少了工程投資。
5、底部有排污螺塞，可以定期排污。
6、換熱面積較公知的熱交換器大0.1～0.2M，并可根據(jù)系統(tǒng)中取樣點(diǎn)的工況和本實(shí)用新型的換熱效率曲線，按需要調(diào)整換熱面積，且外形不變。
本實(shí)用新型的任務(wù)，由下列結(jié)構(gòu)來完成。樣品進(jìn)出口，冷卻水因?qū)Ч芄潭ㄓ谏w板上，通過外殼一端的外圓、蓋板的孔和密封墊構(gòu)成容器，熱交換螺旋體封閉在容器內(nèi)，蓋板和固定板用螺栓緊固。冷卻水由入口進(jìn)入導(dǎo)管，先冷卻出口樣品，再由導(dǎo)管底端均勻地沿圓周進(jìn)入外殼內(nèi)，自下而上地冷卻入口樣品，最后經(jīng)蓋板接入排水管，實(shí)現(xiàn)逆流充分熱交換之目的，改變?nèi)庸艿闹睆胶烷L度，可調(diào)整換熱面積，取小螺旋體外徑，可實(shí)現(xiàn)小型化。
本實(shí)用新型小型熱交換器的細(xì)節(jié)和特征，用下列實(shí)施和附圖來說明。


圖1 單螺旋浸液式熱交換器圖2 雙螺旋浸液式熱交換器
圖1和圖2均為實(shí)施例。
圖1表示的是本實(shí)用新型小型單螺旋浸液式熱交換器，換熱面積可在0.13m～0.28m之間調(diào)整，取樣管采用10×1.5mm不銹鋼管。圖示清楚地表明了樣品管入端口1，樣品管出口端5，冷卻水導(dǎo)管9固定于蓋板6上。4為樣品管繞成的螺旋體。是熱交換的主要部分。外殼3與固定板8焊接成一體。固定在蓋板上的冷卻導(dǎo)管、螺旋體裝入外殼3內(nèi)，用螺栓將蓋板6和固定板8連接在一起，構(gòu)成密封的熱交換室。高溫水或蒸汽由樣品入口1進(jìn)入螺旋體4，再由樣品出口5送至儀表或人工取樣點(diǎn)進(jìn)行取樣分析。冷卻水由入口2進(jìn)入導(dǎo)管9，再由底端進(jìn)入外殼3內(nèi)，最后經(jīng)蓋板上的側(cè)孔排出，將熱量帶走。冷卻水導(dǎo)管9，一端固定垂直安裝于蓋板6上，另一端孔口內(nèi)外圓弧為R2～R3mm，控制冷卻水流向，排除冷卻水死區(qū)，減少冷卻水紊流，使其充分熱交換。旋開螺塞10，可對冷卻水進(jìn)行排污。
體積小、組裝拆卸方便，采用球面接頭或卡套式管接頭接入系統(tǒng)，換熱效率高，換熱面積可以根據(jù)需要變動而不改變外形，用導(dǎo)管控制冷卻水流向，消除冷卻死區(qū)，減少冷卻水紊流等是本實(shí)用新型的主要特征。
圖2所示的是本實(shí)用新型的另一個品種，即小型雙螺旋浸液式熱交換器，其結(jié)構(gòu)和原理基本和
圖1所示的相同。主要特征是換熱面積大，且可根據(jù)需要在0.28m～0.52m之間調(diào)整(制造前選定換熱面積)，采用雙螺旋體，有兩只冷卻水導(dǎo)管，內(nèi)導(dǎo)管9底部封閉，冷卻水由入口2進(jìn)入，由內(nèi)導(dǎo)管上端四側(cè)孔流至外導(dǎo)管11內(nèi)部，冷卻出口樣品，再由外導(dǎo)管11底部流入外殼3內(nèi)，冷卻入口樣品。
權(quán)利要求1.一種用于火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)水、汽在線集中取樣分析系統(tǒng)的小型浸液式熱交換器，其特征是水、汽取樣管繞制成的螺旋體，進(jìn)出口垂直安裝于蓋板端面上，冷卻水導(dǎo)管亦垂直安裝于蓋板端面，并使其與螺旋體同心；外殼的一端為帶排污塞的弧形封頭，另一端焊有固定板，并留有凸臺，凸臺端面加不銹鋼密封墊，以凸臺的外元與蓋板的孔相配合，用四只螺栓連接緊固，構(gòu)成可重復(fù)組裝拆卸的熱交換室，且樣品進(jìn)出口和冷卻水進(jìn)出口管都在蓋端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型浸液式執(zhí)交換器，其特征是取樣管繞制的螺旋體是熱交換部分，換熱面積分為三組，即0.13m，0.13～0.28m，0.28～0.52m，第一組為固定換熱面積，第二組和第三組的換熱面積可根據(jù)取樣系統(tǒng)的工況，換熱面積可按需要在規(guī)定范圍內(nèi)增減，主要靠改變?nèi)庸艿拈L度和螺旋體的螺距來實(shí)現(xiàn)，不改變小型浸液式執(zhí)交換器的外形尺寸；取樣管采用10×1.5不銹鋼管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的小型浸液式熱交換器，其特征是熱交換器的外殼外形尺寸，按照換熱面積相對應(yīng)亦分為三種，即100×3×300mm，100×3×420mm，120×4×500mm，構(gòu)成了小型浸液式執(zhí)交換器的外形尺寸系列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的小型浸液式熱交換器，其特征是取樣管的進(jìn)出口，采用球面管接頭或卡套式管接頭接入水、汽取樣系統(tǒng)，不采用公知的焊接方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所述的小型浸液式熱交換器，其特征是用冷卻水導(dǎo)管對冷卻水進(jìn)行導(dǎo)流，導(dǎo)管的出水端孔口，內(nèi)外元弧為R2～R3mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5所述的小型浸液式熱交換器，其特征是熱交換系統(tǒng)所采用的冷卻水，可以直接采用地表取水的工業(yè)水，作為冷卻劑。
專利摘要小型浸液式熱交換器是火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)中高溫水和蒸汽在線進(jìn)行取樣分析的主要器件，屬機(jī)械工業(yè)熱交換器專業(yè)。由取樣管、冷卻水導(dǎo)管、蓋板等組成，由于結(jié)構(gòu)合理，換熱效率比公知的熱交換器可提高5％～10％，由于它整體結(jié)構(gòu)采用組裝與拆卸，便于清洗維護(hù)；它可直接用工業(yè)水進(jìn)行冷卻，省去一套循環(huán)水二次冷卻設(shè)備，大大減少了工程投資；它可根據(jù)系統(tǒng)中取樣點(diǎn)的情況按需要調(diào)整換熱面積。
文檔編號F28D7/00GK2090508SQ91213628
公開日1991年12月11日 申請日期1991年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月29日
發(fā)明者鮑孝恩, 崔捷, 顧文獻(xiàn), 韋品良 申請人:水利電力部南京電力自動化設(shè)備廠