[发明专利]一种U型管换热器的换热方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种U型管换热器的换热方法。

背景技术

工业上常用的U型管换热器设有壳程壳体、管程壳体、管板、多根U型管。管程壳体的内腔中设有隔板，管板设于壳程壳体与管程壳体之间。U型管设于壳程壳体的内腔中；U型管入口与管板的U型管入口部分(半圆形)相连，U型管出口与管板的U型管出口部分(半圆形)相连。采用上述的U型管换热器进行壳程壳体内腔中的壳程介质与U型管中的管程介质的换热时，存在着以下问题：壳程介质与管程介质不是进行纯逆流换热，换热效果不够理想。换热后的壳程介质有时与换热前的壳程介质接触进行再次换热，会造成热损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种U型管换热器的换热方法，以解决现有方法所存在的壳程介质与管程介质不是进行纯逆流换热、换热效果不够理想，以及换热后的壳程介质与换热前的壳程介质进行再次换热、造成热损失的问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种U型管换热器的换热方法，其特征在于：所用的U型管换热器设有壳程壳体、管程壳体、管板和U型管，管板设于壳程壳体与管程壳体之间，U型管设于壳程壳体的内腔中，U型管入口和出口与管板相连，U型管入口与管程壳体的内腔相通，壳程壳体的一端与管程壳体的一端通过法兰连接，另一端为壳程封头，壳程壳体的内腔中自内向外设置有中心管、内套筒和外套筒，内套筒的一端与管板相连，外套筒靠近壳程封头的一端至中心管靠近壳程封头的部分设有内封头，中心管与内套筒之间形成内侧换热通道，内套筒与外套筒之间形成外侧换热通道，外套筒与壳程壳体之间形成流动通道，中心管与内侧换热通道在靠近管板的一端相通，内侧换热通道与外侧换热通道在靠近U型管尾端的一端相通，外侧换热通道与流动通道在靠近管板的一端相通，流动通道的另一端与壳程壳体的内腔在靠近壳程封头的部分相通，U型管入口管段的主体位于外侧换热通道中，U型管返回管段的主体位于内侧换热通道中，中心管在靠近壳程封头的部分与壳程介质入口管相连，壳程壳体上设有壳程介质出口管，管程壳体上设有管程介质入口管，管程壳体的内腔中，在管板的中部设有管程介质聚集室，U型管出口与管程介质聚集室相通，管程介质聚集室上设有管程介质出口管，通往管程壳体的外部。

采用上述U型管换热器进行换热的方法，包括如下步骤：管程介质从管程介质入口管进入管程壳体的内腔，再从U型管入口进入U型管，在U型管中流动，壳程介质从壳程介质入口管进入中心管，在中心管中向管板的方向流动，再从中心管靠近管板的一端流出，从内侧换热通道靠近管板的一端进入内侧换热通道，进入内侧换热通道中的壳程介质在内侧换热通道中向U型管尾端的方向流动，与在U型管返回管段中向管板的方向流动的管程介质进行纯逆流换热，在内侧换热通道中换热后的壳程介质从内侧换热通道靠近U型管尾端的一端流出，从外侧换热通道靠近U型管尾端的一端进入外侧换热通道，进入外侧换热通道中的壳程介质在外侧换热通道中向管板的方向流动，与在U型管入口管段中向U型管尾端的方向流动的管程介质进行纯逆流换热，在外侧换热通道中换热后的壳程介质从外侧换热通道靠近管板的一端流出，从流动通道靠近管板的一端进入流动通道，进入流动通道中的壳程介质在流动通道中向壳程封头的方向流动，进入壳程壳体的内腔靠近壳程封头的部分，最后从壳程介质出口管流出，在U型管中与壳程介质换热后的管程介质从U型管出口流出，进入管程介质聚集室，最后从管程介质出口管流出。

采用本发明，具有如下的有益效果：换热前的壳程介质进入中心管，再在内侧换热通道和外侧换热通道中与U型管中的管程介质换热。U型管入口管段中的管程介质与外侧换热通道中的壳程介质、U型管返回管段中的管程介质与内侧换热通道中的壳程介质，均是进行纯逆流换热，换热效果比较理想。此外，换热后的壳程介质进入流动通道、壳程壳体内腔靠近壳程封头的部分，最后从壳程介质出口管流出，不与换热前的壳程介质进行再次换热，能够避免热损失。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本发明要求保护的范围。

附图说明

图1是本发明所用的一种U型管换热器的结构示意图。

图2是图1中的A—A剖视图(放大)。

图3是图1中的B—B剖视图(放大)。

图4是U型管换热器U型管入口管段中的管程介质与外侧换热通道中的壳程介质、U型管返回管段中的管程介质与内侧换热通道中的壳程介质进行纯逆流换热的局部放大示意图。