[实用新型]一种具有轴向阻隔传热功能的换热单元及其换热器

说明书

本实用新型公开了一种具有轴向阻隔传热功能的换热单元及其换热器，包括套管组件、换热管组件和隔热板组件，套管组件套接在换热管组件的外部，隔热板组件设置在套管组件和换热管组件之间以将两者之间的封闭腔体轴向分隔为两个或者两个以上的传热腔，该传热腔内填充有传热介质；换热管组件包括呈非套接的轴向平行布置的第一换热管和第二换热管；隔热板组件包括至少一块用于阻隔相邻传热腔内传热介质轴向传热的隔热板，隔热板的外缘面与套管组件的径向内壁相抵且该隔热板上设置有供第一换热管和第二换热管穿设的管孔，如此强化了换热单元的径向传热、削弱轴向传热，从而显著提高了换热器的整体污泥传热效率，获得了更显著的节能经济和环保效益。

技术领域

本实用新型涉及污泥换热器技术领域，特别涉及一种具有轴向阻隔传热功能的换热单元及其换热器。

背景技术

由于污泥的高粘性、非牛顿流体特性、易沉积、粘结、堵塞等固有特性，目前大多数应用于污泥换热的换热器具有有效传热面积少、换热效率低、阻力大、污泥流动的驱动能耗高等严重的问题。

对于用于污泥换热的管壳式换热器，由于管壳式换热器的固有结构特性和污泥沉积特性，换热器极易严重堵塞，因而，采用管壳式换热器处理污泥换热问题存在难以克服的难题；对于普通的污泥套管式换热器，也存在若干严重的问题，尤其是内管外壁和外管内壁之间的夹套空间，存在污泥容易分层、流动不均、沉积和粘结的问题，并且由于套管和内管不可拆分，检修堵塞与清洗也十分困难；对于现有的污泥板式换热器，即使采用了宽通道设计，污泥的沉积、粘结和换热器堵塞的现像仍然难以避免。

为了改善污泥的沉积与堵塞问题，专利CN107764099A公布了一种套管式换热器，采用扭曲组件改善了管内的沉积、偏流以及堵塞的问题，但对于套管空腔内的污泥，堵塞问题仍然无法解决。

为了改善污泥的沉积与堵塞问题，专利CN111220004A公开了一种交叉压扁旋流套管式换热单元组件及其换热器，这一形式的设置较为有效地改善了内管内部的阻力过大和堵塞问题，但内管与套管之间的污泥流动仍然较易堵塞且清洗与维修仍然极为困难。

对于采用双内管与套管夹壁组成形式的换热器，并采用热管的原理，利用夹套中的介质在冷热污泥管外壁面上的蒸发与冷凝的过程，实现冷热污泥管之间的传热，然而，由于流体的输运特性和换热器的构造特性，存在轴向的热短路问题，热污泥和冷污泥的冷却与加热温差不能太大，因而需要减少换热器的有效传热长度，增加需要的换热器单元串联个数，从而增加了系统的复杂性和成本，也降低了系统的可靠性，具有改进的空间。

实用新型内容

本实用新型是为了克服上述现有技术中缺陷，提供一种具有轴向阻隔传热功能的换热单元，通过隔热组件将套管组件和换热管组件之间的封闭腔体分隔为至少两个传热腔，如此能够有效削弱轴向传热，强化所需的径向传热，达到更好的整体传热效果；同时提供了一种具有该换热单元的换热器，具有换热单元的所有特点，显著提高了换热器的整体污泥传热效率，获得了更显著的节能经济和环保效益。

为实现上述目的，本实用新型提供一种具有轴向阻隔传热功能的换热单元，包括套管组件、换热管组件、以及隔热板组件，所述套管组件套接在换热管组件的外部，所述隔热板组件设置在套管组件和换热管组件之间以将套管组件与换热管组件之间配合形成的封闭腔体轴向分隔为两个或者两个以上的传热腔，该传热腔内填充有传热介质；

所述换热管组件包括呈非套接的轴向并行布置的第一换热管和第二换热管，所述第一换热管的内腔用于供低温污泥流动，所述第二换热管的内腔用于供高温污泥流动；

所述隔热板组件包括至少一块用于阻隔相邻传热腔内传热介质轴向传热的隔热板，所述隔热板的形状、大小与套管组件的内腔相适配且该隔热板上设置有供第一换热管和第二换热管穿设的管孔。

进一步设置为：所述隔热板为由隔热材料制成的单层板体结构，或者为具有隔热腔的双层板体结构，该隔热腔为真空状态或者填充有隔热气体。