[发明专利]管式换热装置以及换热方法、应用

权利要求书

1.一种管式换热装置，其特征在于，其自上至下依次包括上封头、上管板、筒体、下管板以及下封头，所述筒体内设有若干换热管，所述换热管依次穿设所述上管板和所述下管板；

所述上封头与所述上管板之间设有第一过渡变径段，所述下封头与所述下管板之间设有第二过渡变径段；所述第一过渡变径段包括第一喉口段，和与所述第一喉口段连接的第一扩张段，以及分别与所述上封头与所述上管板衔接的第一连接部，所述第一连接部包设于所述第一喉口段与所述第一扩张段的外部；所述第二过渡变径段包括第二喉口段，和与所述第二喉口段连接的第二扩张段，以及分别与所述下封头与所述下管板衔接的第二连接部，所述第二连接部包设于所述第二喉口段与所述第二扩张段的外部；

所述上封头上设有物料进口、且所述物料进口依次通过所述第一喉口段、所述第一扩张段与各所述换热管连通，所述下封头上设有物料出口、且所述物料出口依次通过所述第二喉口段、所述第二扩张段与各所述换热管连通；

所述第一连接部的上侧与所述上封头的内侧构成一第一冷却腔室、且所述第一冷却腔室连接有第一冷却介质进口与第一冷却介质出口；

所述第二连接部的下侧与所述下封头的内侧构成一第二冷却腔室、且所述第二冷却腔室连接有第二冷却介质进口与第二冷却介质出口。

2.如权利要求1所述的管式换热装置，其特征在于，所述筒体上的不同位置设有第三冷却介质进口与第三冷却介质出口；所述第三冷却介质进口与所述第三冷却介质出口均与所述筒体的内部连通。

3.如权利要求1所述的管式换热装置，其特征在于，所述物料进口设于所述上封头的中心位置处；

和/或，所述物料出口设于所述下封头的中心位置处；

和/或，所述物料进口和/或所述物料出口处设有测温装置；

和/或，所述第一喉口段的中心线与所述筒体的中心线重合；

和/或，所述第二喉口段的中心线与所述筒体的中心线重合；

和/或，所述第一冷却介质进口和/或所述第一冷却介质出口设于所述第一连接部上；

和/或，所述第二冷却介质进口和/或所述第二冷却介质出口设于所述第二连接部上；

和/或，所述上管板和/或所述下管板中周向设置有循环冷却通道，所述循环冷却通道连接有第四冷却介质进口与第四冷却介质出口。

4.如权利要求1所述的管式换热装置，其特征在于，所述筒体的内壁上设有若干折流板，所述折流板沿所述筒体的轴向方向上交错设置；

较佳地，所述筒体内设有若干定距管，所述定距管用于调整所述折流板之间的距离；

较佳地，所述定距管的固定通过拉杆实现；

较佳地，所述折流板上开设有若干个换热管安装孔。

5.如权利要求1所述的管式换热装置，其特征在于，所述换热管中置有混合元件；

和/或，所述筒体自上至下包括第一筒体与第二筒体，所述第一筒体与所述第二筒体之间设有分别与所述第一筒体、所述第二筒体连接的膨胀节；

较佳地，所述第一筒体的高度为所述筒体的高度的三分之一；

较佳地，所述膨胀节的外部设有分别与所述第一筒体、所述第二筒体连接的保护装置。

6.如权利要求1所述的管式换热装置，其特征在于，所述换热管的排布方式为六方最密堆积的方式。

7.如权利要求6所述的管式换热装置，其特征在于，所述换热管按照所述六方最密堆积的方式进行排列，在所述筒体的横截面上所述换热管的数量从左到右依次为“2、6、9、10、9、10、11、10、9、10、9、6、2”。

8.一种换热方法，其特征在于，其采用如权利要求1～7任一项所述的管式换热装置进行换热，其包括如下步骤：将热物料依次经由所述物料进口、所述第一喉口段和所述第一扩张段输送至各所述换热管，再将冷却介质分别由所述第一冷却介质进口和所述第二冷却介质进口通入，由所述第一冷却介质出口和所述第二冷却介质出口通出，对所述热物料进行冷却；经所述冷却后的物料经由所述第二扩张段、所述第二喉口段和所述物料出口输出。