一种高粘度流体换热装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及热交换装置技术领域，尤其是涉及一种用于高粘度流体的换热/加热装置。


背景技术：

[0002]
现有的经常应用于高粘稠物质的换热生产设备中，多见为套管式换热器。由于这些生产介质的高粘稠度，运动粘度系数非常高，经常高达几万cps(mpa*s)，甚至几十万、上百万cps。在管道内的沿程阻力损失很大，对管道弯曲半径要求也比较高，以至于套管式换热器在生产中往往制造的很高很大，空间占用大。而且很多生产工艺中还会在换热管内壁形成硫酸钙、鸟粪石(磷酸铵镁)等高强度的垢，完全无法清理。一些高附加值的生产企业会直接将结垢的管道切除进行更换，但对于常规企业，这样的做法是非常不经济的。
[0003]
在普通的化工领域，可用于水/水、水/汽等介质进行换热的设备中，列管式换热器因结构简单、紧凑、造价便宜而得到了广泛的应用。列管式换热器一般由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。管程介质从一端封头进入，然后分别均匀地流入各个换热管后再从另一侧封头流出。而对于高粘稠度的物体来说，使用列管式换热器，高粘稠度的物体走过每一米管道所需要克服的沿程阻力都较大，不可忽略，而不同管道内壁产生的沿程阻力就会有明显的大小之分，在高粘稠低流速的运动状态下，高粘稠度的物体就会选择性的通过沿程阻力小的管道，造成每根管道的流量不同，间接性的导致换热面积的缩小，造成生产能力大幅度下降。


技术实现要素：

[0004]
针对高粘稠流体在换热生产活动中，套管式换热器占用空间过大，而列管式换热器在生产中效率低下、流体不均的问题，以及传统列管式换热器在大量结垢、结焦、粘结和干馏后，需要拆除设备返回加工厂进行清理或更换换热管的问题，提供了一种用于高粘度流体的新型换热/加热装置。
[0005]
本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案为：
[0006]
一种高粘度流体换热装置，其由外壳以及设置于外壳内部的管程空间和壳程空间组成，所述管程空间由设置在外壳两端的管程进口、管程出口以及设置于外壳内部、管程进口和管程出口之间的换热管组成，所述壳程空间由壳程进口、壳程出口以及设置于外壳内部、壳程进口和壳程出口之间的换热空间组成，所述的外壳的两端设置端头封板，端头封板与外壳之间形成换热空间，位于换热空间内的多个换热管在换热空间内部均匀分布并通过位于端头封板外部的弯头串接，换热空间与位于换热空间内的换热管外壁接触换热并由导流板相隔导流。
[0007]
进一步地，所述的壳程空间设置于两个端头封板之间，所述的管程进口、管程出口分别位于两个端头封板的外部。
[0008]
进一步地，所述的管程进口位于一个端头封板外部的下部，管程出口位于另一个
端头封板外部的上部。
[0009]
进一步地，所述的弯头位于两个端头封板的两端的外部。
[0010]
进一步地，所述的壳程进口位于外壳一侧端的上部，壳程出口位于外壳另一侧端的下部。
[0011]
进一步地，所述的换热管在外壳内部排布的分布角度r在60
°
与90
°
之间。
[0012]
进一步地，所述外壳内部的换热空间中设置有与换热管平行的定距管，用以保证折流板之间的水平，确定折流板之间的距离。
[0013]
进一步地，所述的换热管与弯头的连接处设置检修法兰。
[0014]
与现有技术相比，本实用新型具备的优点为：
[0015]
1、本实用新型在管程内发生结垢、结焦、粘结、干馏等情况发生时，可就地进行管道清理，不用转移场地；且每次清理工作时间很短，保证了生产线的长时间有效生产；
[0016]
2、本实用新型定期进行管道清洗，避免了结垢、结焦、粘结、干馏等产生的垢层降低换热效率，保证了换热设备的效率和寿命，避免因更换管道产生的高额成本；
[0017]
3、本实用新型定期进行管道清洗，避免了因更换管道产生的高额成本，包含材料、返回制造厂、人工、生产工时等成本；
[0018]
4、本实用新型中管程弯头的弯曲半径有着特殊的要求，他与高粘稠液体的性质、粘度系数、管程材质等均有关系；
[0019]
5、本实用新型中换热管排布的分布角度r有一定的要求，在60
°
与90
°
之间，以保证壳侧介质尽可能多的与换热管接触；
[0020]
6、本实用新型中不同换热管之间连接的顺序按照由近及远进行连接，既保证了弯头弯曲半径，又使得换热管分布紧凑，大量节约空间。
附图说明
[0021]
图1为本实用新型的结构示意图；
[0022]
图2为图1的左视结构图(本实用新型平放时即图1顺时针旋转90
°
时的左视图)；
[0023]
图3为图1的右视结构图(本实用新型平放时即图1顺时针旋转90
°
时的右视图)。
[0024]
图中，1-管程进口，2-管程出口，3-壳程进口，4-壳程出口，5-导流板，6-外壳，7-端头封板，8-检修法兰，9-弯头，10-定距管，11-换热管，12-壳程空间，13-管程空间，14-换热空间。
具体实施方式
[0025]
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明，但本实用新型的保护范围不限于下述的实例。本领域技术人员对在本实用新型的启示下所做的任何等效改换均应落入本实用新型保护范围之内。
[0026]
如图1-3所示，本实用新型的一种高粘度流体换热装置由管程进口1、管程出口2、壳程进口3、壳程出口4、导流板5、外壳6、端头封板7、检修法兰8、弯头9、10定距管、换热管11等组成，构成了壳程空间12和管程空间13。温度低的高粘稠液体从壳程进口3进入，从壳程出口4流出，变成温度较高的流体或达到工艺设计要求；温度高的热媒流体从管程进口1进入，经过导流板5后从管程出口2流出。
[0027]
具体的，一种高粘度流体换热装置，其由外壳6以及设置于外壳6内部的管程空间13和壳程空间12组成，所述管程空间13由设置在外壳6两端的管程进口1、管程出口2以及设置于外壳6内部、管程进口1和管程出口2之间的换热管11组成，所述壳程空间12由壳程进口3、壳程出口4以及设置于外壳6内部、壳程进口3和壳程出口4之间的换热空间14组成，所述的外壳6的两端设置端头封板7，端头封板7与外壳6之间形成换热空间14，位于换热空间14内的多个换热管11在换热空间14内部均匀分布并通过位于端头封板7外部的弯头9串接，换热空间14与位于换热空间14内的换热管11外壁接触换热并由导流板5相隔导流。
[0028]
进一步地，所述的壳程空间12设置于两个端头封板7之间，所述的管程进口1、管程出口2分别位于两个端头封板7的外部。
[0029]
进一步地，所述的管程进口1位于一个端头封板7外部的下部，管程出口2位于另一个端头封板7外部的上部。
[0030]
进一步地，所述的弯头9位于两个端头封板7的两端的外部。
[0031]
进一步地，所述的壳程进口3位于外壳6一侧端的上部，壳程出口4位于外壳6另一侧端的下部。
[0032]
进一步地，所述的换热管11在外壳6内部排布的分布角度r(即图3中的a)在60
°
与90
°
之间。
[0033]
进一步地，所述外壳6内部的换热空间14中设置有与换热管11平行的定距管10，用以保证折流板之间的水平，确定折流板之间的距离。
[0034]
进一步地，所述的换热管11与弯头9的连接处设置检修法兰8。
[0035]
本实用新型在列管式换热器基础上进行创新，充分考虑污泥等粘稠液体的高粘度系数和分布不均性，将多管程并联的形式改为串联，且充分考虑弯头弯曲半径对物体在管程内运动所产生的阻力，弯头弯曲半径与连接的法兰有关，弯头内介质为被加热介质，弯曲半径过小导致高粘稠液体的性质、粘度系数的介质容易结垢堵塞，无法清理，没有合适的连接法兰，弯曲半径过小还会造成压力阻力大。
[0036]
本实用新型在高粘度液体尽心换热生产工艺建设时，需要单流道换热设备时也可以占地面积和空间较小。
[0037]
本实用新型可以在换热生产过程中，让高粘稠液体能够在单流程中充分利用有效的换热面积；可以在管程内发生结垢、结焦、粘结、干馏等情况发生时，定期进行管道清理，且每次清理工作时间很短，保证换热设备的效率和寿命，避免因更换管道产生的高额成本，清洗时，将弯头与换热管11连接的螺栓松开，将弯头组件拆离，弯头组件根据情况选择清洗或更换，由弯头串接、平行设置的换热管11内直接用高压水枪或者工具清洗。

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