[发明专利]一种矩阵式套管换热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种换热器，具体的说是一种矩阵式套管换热器。

背景技术

换热器是一种被广泛应用于化工、石油、电力、医药、冶金、制冷等行业的通用设备。按其传热面的形状和结构进行分类，可分为管型、板型等换热器，而管型换热器又可分为蛇管式换热器、套管式换热器及管壳式换热器等。

套管式换热器是一种常见的换热器，其基本构造是两个不同直径的圆管，直径小的管（管程）套在直径大的管（壳程）里面，两种温度不同的流体分别在内管和外管中逆向或者同向流动，通过内管的管壁进行热量的交换。如CN201434620Y号专利《套管式换热器》所公开的管套式换热器由护壳和密闭设置在护壳内的壳程和管程组成，壳程和管程为两根管径尺寸不同标准的圆钢管，管程套装在壳程内，两者共同弯曲设置，在壳程的两端分别设有冷水入口和热水出口，在管程的两端分别设有冷媒入口和冷媒出口。两种不同介质可在壳程和管程内逆向流动或同向流动以达到换热的效果。

目前套管式换热器的安装空间受到限制，一方面套管式换热器为了达到一定的换热面积，需要将多段套管进行180度弯曲连接，同心圆管弯曲一般采用壳程包覆管程，管程焊接拆卸麻烦，安装和维修等不方便；另一方面套管式换热器一般固定体积，扩大或缩减体积必须重新设计制造，扩展或缩减不方便。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种矩阵式套管换热器，其采用一种新的连接方法，不仅成本低、安装拆卸方便，还可以通过增加或减少套管组的数量以及套管组中第一套管的数量达到较为方便地改变换热面积大小的效果。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种矩阵式套管换热器，其特征在于，包括相互并联的大小相同的多个套管组，每个套管组包括若干个第一套管和若干个第二套管，所述第一套管为直套管，包括第一壳程和设置于所述第一壳程内的第一管程，所述第一壳程和第一管程是同心圆管；所述第二套管为180°弯套管，包括第二壳程和第二管程，所述第二壳程是180°弯管，第二管程管径小于第二壳程管径，第二管程在第二壳程内部从第二壳程的一端直线延伸至第二壳程外部，然后以180°弯曲至第二壳程的另一端直线方向上的外部，再直线延伸进入第二壳程内部直至回到第二壳程的另一端，所述第一壳程和第二壳程的管径相同，所述第一管程和第二管程的管径相同；位于同一平面的若干个第一套管通过若干个第二套管串联连接，套管组的壳程包括互相连通的第一壳程与第二壳程，套管组的管程包括互相连通的第一管程与第二管程，每个套管组包括入水口、出水口、冷媒入口和冷媒出口，入水口和出水口分别设置于套管组管程的两端，冷媒入口和冷媒出口设置于套管组壳程的两端。

进一步地，每个套管组包括N个第一套管，其中N是大于1的自然数。

进一步地，套管组有M个，其中M是大于1的自然数。

作为一种方式，所述套管组设置于竖直方向上，所述多个套管组横向排列。

进一步地，所述套管组还包括位于套管组两端的端套管，所述端套管是90°弯套管，包括第三壳程和第三管程，所述第三壳程从第一壳程端口90°弯曲向套管组外侧延伸，所述第三管程从第一管程端口直线延伸并穿出所述第三壳程。

进一步地，所述矩阵式套管换热器还包括入水管、出水管、冷媒输入管和冷媒输出管，所述入水管与每个套管组的入水口连通，所述出水管与每个套管组的出水口连通，所述冷媒输入管与每个套管组的冷媒入口连通，所述冷媒输出管与每个套管组的冷媒出口连通。

再进一步，所述矩阵式套管换热器还包括便于固定所述矩阵式套管换热器的固定支架。

作为一种实施方式，所述第一套管与第二套管之间通过焊接方式密封连接。

作为另一种实施方式，所述第一套管与第二套管之间可拆卸式密封连接。

本发明的矩阵式套管换热器，与现有技术相比，具有如下有益效果：

（1）本发明的矩阵式套管换热器，第一套管的壳程和管程为两根管径尺寸不同的圆钢管，管程端部裸露于壳程外部，便于制作安装；第二套管是180°弯套管，它可以是独立零件，组装时可通过焊接方式或其它方式连接于第一套管，由于弯曲处的管程凸出，有利于焊接和安装；

（2）本发明的矩阵式套管换热器，其第一套管与第二套管连接后可以呈弓形弯曲，即串联连接，还可以在此基础上矩阵式组装其次矩阵式排列，大大增加了热交换的面积；