[发明专利]一种直管圆筒式蓄热器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热交换设备，尤其涉及一种圆筒体自动调节适应直换热管热胀冷缩的直管圆筒式蓄热器及其制造方法。

背景技术

传统的管箱式蓄热器,就是传热介质在换热管内通过,蓄热介质放置在箱形的壳体里,而换热管则穿过蓄热介质。

管箱式蓄热器的优点：放置平稳、支撑结构简单、容易制造、运输方便,适用于低温时直换热管热胀冷缩量不大的工况。

管箱式蓄热器的缺点：①因为换热管的热胀冷缩量大于箱体的热胀冷缩量，而箱体的几何特征决定决定了箱体上不能安装膨胀节等既能可靠密封又能跟随换热管热胀冷缩的结构，故换热管不能两端同时与箱体焊接，必须至少一端自由穿过箱体；②如果换热管两端都自由穿过箱体，则带来了另外一个问题，即换热管从低于蓄热介质面穿过箱体就会导致蓄热介质泄漏，换热管向上弯曲从高于蓄热介质面穿过箱体，如果传热介质是单相(液相或气相)流体当然是可行的，但如果传热介质是在蓄热过程中会发生相变的两相流体(如水)，液相流体就会滞留在水平段，而气相流体则滞留在管内两端弯曲段形成气塞，因此有碍于传热介质的流动和传热；③如果换热管一端在高于蓄热介质面自由穿过箱体,另一端在低于蓄热介质面与箱体焊接,则单箱内不能多层布管，影响换热效率，因此导致整个蓄热装置的体积和规模大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有管箱式蓄热器的换热管和箱体热胀冷缩量不一致，导致换热管不能两端同时与箱体焊接，进而导致换热管需向上弯曲从高于蓄热介质位置设置进出口，从而带来换热管内液相滞留、气塞、换热效率低等一系列的问题，提供一种筒体能随换热管热胀冷缩调节的直管圆筒式蓄热器，以及该直管圆筒式蓄热器的制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种直管圆筒式蓄热器，包括蓄热介质容器和穿过蓄热介质容器的换热管，换热管内流通换热介质，所述蓄热介质容器为卧式圆柱状的筒体，筒体两端分别设有管板，换热管穿过管板并与管板焊接密封固定，筒体圆周上还设有自适应调节筒体长度的膨胀节。换热管和筒体端部的管板焊接密封，采用膨胀节来自适应调节筒体和换热管之间的热胀冷缩差值，与背景技术所述的管箱式蓄热器相比，换热管进出筒体的进出口不必伸出到蓄热介质上方，因此，换热管道可以呈水平设置，避免了换热管道中换热介质汽液相变导致的液相滞留、气塞等不利情况。同时，由于每个换热管道只占据一个水平面，筒体中可以从上到下设置多层的换热管道，提高换热效率，降低蓄热装置整体的体积和规模。

作为优选，所述换热管包括与管板焊接的换热总管以及设置在筒体内的换热支管，一根换热总管对应多根换热支管，换热总管与对应的多根换热支管通过联箱转换对接。换热管道连接联箱，经联箱稳流和分流后连接多个换热支管，多根换热支管设置增大换热面积，提高换热效率。

作为优选，所述筒体内从上到下排列有多条相互独立、互不连通换热管。换热管和筒体端面的密封焊接，使每根换热管可以设置为只占据一个水平面的水平管，筒体内在不同水平面设置多条换热管，形成立体的换热支管管束，换热效率高。换热介质容器中换热管分多根，每根换热管都是包括有换热主管、联箱、换热支管的水平管，换热管内流通换热介质，且各换热管之间并不连通，这样就能避免气液分层这种会极大影响蓄热器温度梯度建立的情况发生。与传统换热器相比，本装置的联箱也在蓄热介质容器内。

作为优选，联箱的高度大于换热总管及换热支管的高度，上下相邻的换热管的联箱沿筒体方向相互错开。联箱相互错开后，可以在竖直方向上形成一定的交叠，使换热管道排布更紧密。

作为优选，同一个换热管的换热支管排列在同一水平面上。保证每根换热支管中换热介质的流动。

作为优选，所述筒体内还设有支撑换热支管的支撑板，支撑板外缘与筒体内表面适配，支撑板上设有多行管孔，每一行的各管孔位于同一水平高度，各换热支管从支撑板上对应的管孔穿过。换热支管管径小，长度大，设置支撑板对换热支管进行支撑，避免换热支管变形，筒体内每隔一段设置一个支撑板，根据筒体长度选择支撑板的数量。

作为优选，所述支撑板沿每行管孔的中心高度线切割形成多个支撑条，支撑条与换热支管依次叠放组装后，上下相邻的支撑条点焊固定。支撑板采用线切割分割成多个水平条状，便于与换热支管组装，多层换热支管与支撑条交替叠放组装，支撑条之间采用点焊重新固定成一块支撑板。

作为优选，所述换热支管外套焊螺旋翅片形成翅片管，螺旋翅片在换热支管与支撑板连接位置留有用于安装的间隔。