[实用新型]石墨热管换热器

说明书

本实用新型涉及通用热交换或传热设备，是一种以选用特定材料为特征的热交换设备的结构，具体地说，是一种碳的、如石墨的热交换设备。

石墨列管换热器是世界上最早使用的石墨设备之一，以其结构简单、紧凑、流动阻力小，传热效率也较高、抗结晶能力强等优点而得到了广泛的应用。但是，石墨列管换热器的耐压、耐温性能较差，许用温度低于130℃，许用压力小于0.3MPa。而且不能用于强冲击、高振动的场合。特别是用于作加热的条件下，可靠性更低。在实际使用中，比较容易出现各种损坏情况：如换热管断裂、换热管与管板之胶结脱胶、管板开断等。

热管是一种具有高导热性能的传热元件、热管设备正越来越广泛地应用于各个工业领域中，目前工业上普通使用的较为成熟的是碳钢——水热管。主要缺点是不能用于腐蚀性的介质中。

本实用新型的目的是提供一种耐腐蚀、结构简单、制造方便、使用寿命长的石墨热管换热器。

本实用新型的技术解决方案是：一种石墨热管换热器，采用了完全不同于现有技术的设计：有筒形外壳，外壳中间装有管板，管板上装有一组石墨热管，石墨热管的蒸发段位于外壳下部的热流体腔中，石墨热管的冷凝段位于外壳上部的冷流体腔中。

本实用新型中所述的外壳上、下部腔体中分别装有二个或二个以上的拆流板。当然，也可以采用其他合适结构。

本实用新型中所述的石墨热管为空心石墨管，空心石墨管端头装有石墨塞，石墨塞与空心石墨管间有石墨粘合层，空心石墨管穿装在前述管板中，空心石墨管中装有工作液体。当然，也可以采用其他合适的石墨热管结构形式。

本实用新型中所述的石墨热管的上端卡装在外壳内顶部。当然，也可以采用其他有利定位且保证热管两端自由的结构。

本实用新型中所述的一组石墨热管的冷凝段、蒸发段分别与壳体中间的管板固定联接为一体，并经管板中的连通腔连通，各石墨热管的冷凝段、蒸发段分别为空心石墨管，其端头依靠石墨粘合层装有石墨塞，作为冷凝段的空心石墨管中装有工作液体。当然，也可以采用其他合适的具体结构形式。

本实用新型的优点是：结构简单、制造方便、特别适用于制造大型设备，在冷、热流体之间绝对不能混合时使用特别可靠、并且，只要将筒体两内壁进行防腐处理，就可以方便的制成双向耐腐蚀的设备。其密封面少，全部为静密封，密封圈的选择范围广，大大提高了密封的可靠性。石墨管承受的流体压力为外压，从材料的性能来考虑，也提高了承压能力。石墨热管换热器的使用温度一般情况下可达170℃，并消除了热膨胀对管子的影响，而且加工容易，无渗漏。石墨热管两端自由，不受热应力的影响，管板和筒体也不易损坏，而且，由于热管为两端密封，既使有个别管子损坏，一般情况下也不影响正常使用，维修次数少，使用方便、寿命长。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型中的一种石墨热管换热器的结构示意图。

图2为本实用新型中的另一种石墨热管换热器的结构示意图。

图1描述了本实用新型的一个实施例。该例中，包括一个碳钢筒体9（或其他合适材料），如果冷流体或热流体中有腐蚀性介质，内筒体可进行腐蚀处理，根据不同的使用条件，可采用不同的材料，如碳钢筒体内衬胶、衬四氟、或用浸渍石墨、不锈钢等防腐材料制作筒体。在筒体9的中部装有管板5，管板5将筒体9分成上、下两部分，一组石墨热管4穿装固定在管板5中，管板5与石墨热管4间可采用胶结形式，也可采用浇注管板的形式。石墨热管4采用酚醛石墨（或呋喃石墨）压型管制作，其管口两端内壁涂有酚醛石墨胶泥，以装入经酚醛树脂浸渍过的石墨塞10、11，石墨塞10、11也同样糊有酚醛石墨胶泥。当然实际使用时，石墨塞10中心先钻有一直径略大的肓孔，再在肓孔中钻一细小直径的孔，以供灌入工作液体和抽真空用，最后再在孔中依次填入橡胶封块和石墨封块。管板5上部的筒体内的冷流体腔12，管板5下部的筒体内为热流体腔13。石墨热管4的上端卡装在筒体顶端1的凹槽14中。从而使石墨热管4只有中间一个固定点、两端自由，且依靠凹槽14、及筒体9内的拆流板3等进行定位。石墨热管4内装有工作液体，工作液体可采用水、酒精、甲苯等。其工作原理是：因热流体在石墨热管4下部加热，使热管内的工作液体受热蒸发到达管子的上部，由于冷流体的作用，工作液体在热管4的上部放热冷凝成液体，并靠重力回流到热管4的下部，如此反复循环，完成热量的交换。图中还包括阀门2、、6、7、8等。

图2描述了本实用新型的另一个实施例。该例同样也有一个筒体9，筒体9中部有一个中间为一个连通腔31的管板30，在管板30上侧固定连接有一组石墨热管冷凝段26、管板30下侧则对应固定连接有一组石墨热管蒸发段32，冷凝段26和蒸发段32联合构成完整的分离式石墨热管，在蒸发段32中装有工作液体。各蒸发段32均通过腔31与各冷凝段26连通。石墨热管的冷凝段26、蒸发段32端头均装有石墨塞。其结构原理基本同于前例。在筒体9内也装有拆流板3。筒体上装有阀门21、22、23、24等。该实施例中的石墨热管由于采用分离式结构，更不易损坏，传热效率更高。