[发明专利]一种具有控温功能固定管板式换热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种换热器。

背景技术

随着国家对低碳节能的要求逐步提高，化工行业粗犷式的生产方式越来越不适应现代工业的发展要求，很多研究单位和化工企业就怎样提高整厂效率方面对现有化工工艺做了很多改进工作。其中化工产品生产过程中的余热回收利用成为提高能源利用率的一种有效途径。换热器作为余热回收的主体设备，在化工工艺流程中重要性越发凸显，据统计换热器的数量占所用化工设备达40％左右，其投资费用也达到20％以上。

目前所使用的换热器主要存在以下缺点：在负荷变化较大的工况下，换热器无法保持稳态运行；管程流体再与壳程流体换热后，其出口温度往往达不到设计温度，使得换热器的下游设备无法保持稳态运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是使得换热器在变负荷工况下能够保持稳态运行。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种具有控温功能固定管板式换热器，包括壳体，在壳体的两端分别设有头部结构及尾部结构，在头部结构内设有头部腔体，位于头部结构上的管程入口与头部腔体相连通，在尾部结构内设有尾部腔体，在壳体内布置多根换热管，换热管分别与头部腔体及尾部腔体相连通，管程流体出头部腔体自换热管进入尾部腔体，在壳体上设有壳程入口及壳程出口，壳程流体由壳程入口进入壳体后与换热管内的管程流体换热后自壳程出口出，其特征在于：在壳体内还布置有内壁设有隔热层的中心通道，中心通道分别与头部腔体及尾部腔体相连通，管程流体出头部腔体还经由中心通道进入尾部腔体，由隔热层隔绝中心通道内的管程流体与壳程流体的换热，在壳体内还同时设有至少一片圆环折流板和至少一片圆盘折流板，圆环折流板和圆盘折流板的布置方向与换热管的布置方向相垂直，流入壳体内的壳程流体由圆环折流板的中部通孔通过。圆盘折流板的边缘与壳体的内壁之间存在间隙，使得流入壳体内的壳程流体仅由该间隙通过，尾部腔体至少包含一个混合腔体，经由换热管进入尾部腔体的管程流体经由管程蝶阀进入混合腔体，经由中心通道进入尾部腔体的管程流体经由中心通道蝶阀进入混合腔体，位于尾部结构上的管程出口仅与混合腔体相连通。

优选地，所述圆环折流板与所述圆盘折流板间隔布置。

优选地，所述中心通道布置在所述壳体内的中部。

优选地，所述换热管沿所述中心通道的周向均匀分布。

本发明具有如下有益效果：

第一、有效地提高了换热器的换热系数，减小了换热面积，降低了设备的制造成本；

第二、有效地降低了壳程流体的流通阻力，减小了换热器运行过程中的动力费用；

第三、有效地避免或减轻了设备发生震动的可能性，增加了设备的使用寿命并降低了设备损坏的几率；

第四、其控温结构保证了该换热器在变工况条件下的稳定运行；

第五、其控温结构为设备有效的保证了该换热器下游设备的稳态运行。

附图说明

图1为本发明提供的具有控温功能固定管板式换热器的总体结构示意图；

图2为圆环折流板示意图；

图3为圆盘折流板示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

如图1所示，本发明提供的一种具有控温功能固定管板式换热器，包括壳体10，在壳体10上设有壳程入口6及壳程出口13。在壳体10的两端分别设有头部结构11及尾部结构12，在头部结构11内设有头部腔体，位于头部结构11上的管程入口1与头部腔体相连通，在尾部结构12内设有尾部腔体。在壳体10内布置多根换热管2及一根中心通道3，中心通道3位于中部，换热管2沿中心通道3的周向均布。在中心通道3的管壁上布置有隔热层，换热管2及中心通道3分别与头部腔体及尾部腔体相连通。在壳体10内还设有多片如图2所示的圆环折流板4和如图3所示的多片圆盘折流板5，圆环折流板4和圆盘折流板5间隔布置，且布置方向与换热管2及中心通道3的布置方向相垂直。圆环折流板5的边缘与壳体10的内壁尽量少留间隙避免漏流现象，使得流入壳体10内的壳程流体尽量由圆环折流板5的中部通孔通过。圆盘折流板5的边缘与壳体10的内壁之间存在间隙，使得流入壳体10内的壳程流体仅由该间隙通过。尾部腔体被分隔出一个混合腔体，经由换热管2进入尾部腔体的管程流体经由管程蝶阀7进入混合腔体，经由中心通道3进入尾部腔体的管程流体经由中心通道蝶阀8进入混合腔体，流经换热管和中心通道的管程流体在尾部混合以达到设计温度，位于尾部结构12上的管程出口9仅与混合腔体相连通。