專利名稱：熱管壁溫可控的分體式熱管換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種換熱器，特別是分體式熱管換熱器。
背景技術(shù)：
目前，熱管式換熱器廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力等行業(yè)中。常用的熱管換熱器有分體式換熱器和整體式換熱器。其中分體式換熱器一般由如下部分組成冷介質(zhì)箱體(如空氣、煤氣箱體)、熱介質(zhì)箱體(如煙氣箱體),箱體內(nèi)安裝的換熱管排及連通冷、熱介質(zhì)換熱管排的連管。通常選定某一工況，如冷介質(zhì)進口溫度20°C進行換熱面的設(shè)計，當操作負荷增大或環(huán)境溫度高于該工況時，換熱器的換熱能力會出現(xiàn)不足，余熱不能全部回收；但若操作負荷降低或環(huán)境溫度下降低于該工況時，換熱能力又過剩，致使管壁溫度過低而引起酸露點腐蝕和積垢。采用熱風(fēng)循環(huán)或冷空氣旁通措施可以在小范圍內(nèi)提高管壁溫度。但 熱風(fēng)循環(huán)設(shè)計會使換熱器體積增大較多且風(fēng)機負荷增大；而冷空氣旁通則使余熱回收量降低，且負荷越小或環(huán)境溫度越低時需冷風(fēng)旁通量越大，余熱回收量則越少。因此上述換熱器的不足之處在于當換熱器在操作工況或冬夏季氣溫發(fā)生變化時，不能同時滿足熱管熱側(cè)管壁溫度高于煙氣酸露點和獲得最大的余熱回收量兩項指標，與節(jié)能降耗的要求尚存在差距。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的在于提供一種當操作負荷變化或環(huán)境溫度變化時，可始終控制熱管壁溫恒定且略高于煙氣酸露點，同時又能最大限度地回收熱量的熱管壁溫可控的分體式熱管換熱器。本實用新型主要是在現(xiàn)有分體式熱管換熱器的回流管上設(shè)自控閥，該自控閥與設(shè)在上升管上的壓力或溫度變送器相連，同時在該分體式熱管換熱器上還設(shè)有分別與上升管和回流管相連通的緩沖罐。上述分體式熱管換熱器基本與現(xiàn)有技術(shù)一樣，即上下設(shè)置的冷、熱介質(zhì)箱體，其側(cè)面分別設(shè)有冷、熱介質(zhì)的進、出口，內(nèi)部設(shè)有若干管排單元，該管排單元是由若干根豎直的換熱管，上下兩端分別與上、下集箱連通構(gòu)成的。上述冷、熱介質(zhì)箱體內(nèi)的若干管排單元可以是多排，即管排單元的集箱相互平行；當冷、熱介質(zhì)氣量大時所需管排單元比較長，可根據(jù)運輸及安裝尺寸，也可以設(shè)并列的若干列，即管排單元的集箱同軸線。上述熱介質(zhì)箱體內(nèi)的每個管排單元的上集箱均通過上升管與冷介質(zhì)箱體內(nèi)的一個管排單元的上集箱相連，而熱介質(zhì)箱體內(nèi)的每個管排單元的下集箱均通過回流管與冷介質(zhì)箱體內(nèi)的一個管排單元的下集箱相連，并且上升管連接的冷熱介質(zhì)箱體內(nèi)的兩管排單元其回流管也連接該兩管排單元，構(gòu)成工質(zhì)循環(huán)回路。在上述熱介質(zhì)箱體內(nèi)靠近熱介質(zhì)出口側(cè)的一個或多個管排與對應(yīng)的冷介質(zhì)入口側(cè)一個或多個管排構(gòu)成的循環(huán)回路的上升管上設(shè)有與變送器相連的壓力或溫度傳感器，如是溫度傳感器，其可直接設(shè)在上升管外壁上，如是壓力傳感器則需在上升管上設(shè)將傳感器置入的通孔并封閉。最好，工質(zhì)循環(huán)回路內(nèi)壓力大于大氣壓的工況，采用壓力傳感器，由于工質(zhì)循環(huán)回路汽相空間壓力相同，其采集的數(shù)值誤差小，可控性好；而工質(zhì)循環(huán)回路內(nèi)壓力小于大氣壓的工況，采用溫度傳感器，由于其采集的是總上升管外壁的溫度，因此密封性能好。壓力或溫度傳感器采集的信號經(jīng)變送器送至與回流管相連的自控閥上。另與上升管相連通的壓力平衡管另一端與緩沖罐上部相連通，該緩沖罐下部通過導(dǎo)管與回流管相連通。最好上述熱介質(zhì)箱體內(nèi)靠近熱介質(zhì)出口側(cè)的多個管排單元的上(下)集箱各自通過短管與一根上(下)聯(lián)管相連，上述冷介質(zhì)箱體內(nèi)與熱介質(zhì)箱體內(nèi)相對應(yīng)的管排單元的上(下)集箱各自通過短管與一根上(下)聯(lián)管相連，上述冷、熱介質(zhì)箱體的上聯(lián)管分別與一根總上升管的上、下兩端相連通，而下聯(lián)管分別與一根總回流管的上、下兩端相連通，構(gòu)成工質(zhì)循環(huán)回路。在上述總上升管上設(shè)有壓力或溫度變送器的傳感器，同樣，如是溫度變送器的傳感器，其可直接設(shè)在總上升管外壁上，如是壓力變送器的傳感器則需在上升管上設(shè)將傳感器置入的通孔并封閉。與上述壓力或溫度變送器相連的自控閥設(shè)在上述總回流管上。另與上升管相連通的壓力平衡管另一端與緩沖罐上部相連通，該緩沖罐下部通過導(dǎo)管與總回流管相連通，該緩沖罐的位置與熱介質(zhì)箱體管排單元換熱管的位置相對應(yīng)。本實用新型的工作過程如下在冷、熱介質(zhì)箱體之間的回流管上設(shè)置一個自控閥，按煙氣酸露點加一個溫度裕量如小于t°C，控制熱管蒸發(fā)段管壁溫度。當閥全開時，相當于 未施控，工質(zhì)回流量最大，此時換熱器換熱能力也最大。當閥全關(guān)時，相當于工質(zhì)無回流，此時冷介質(zhì)箱體換熱管內(nèi)會逐漸被工質(zhì)充滿，換熱面積逐漸減少，換熱量逐漸減少最終趨于零。通過壓力或溫度變送器調(diào)節(jié)自控閥的開度可以達到一個合適的回流量，使管壁溫度或管內(nèi)工質(zhì)的飽和壓力維持在設(shè)定值，進而保持熱管壁溫基本恒定且略高于煙氣酸露點。隨著操作負荷變化或環(huán)境溫度變化，管壁溫度也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化，壓力或溫度傳感器檢測到這種變化，經(jīng)變送器將其轉(zhuǎn)化成標準信號送至自控閥的控制部分，由該自控閥的控制部分控制閥門開啟量進而控制工質(zhì)回流量，使熱介質(zhì)箱體的熱管壁溫始終略高于煙氣酸露點。同時在工質(zhì)循環(huán)回路中設(shè)置一個緩沖罐，使工質(zhì)回流量最小時(冷介質(zhì)箱體的換熱管內(nèi)充滿工質(zhì))，熱介質(zhì)箱體的換熱管內(nèi)工質(zhì)液位高于允許最低液位；而換熱器工質(zhì)回流量最大時(自控閥全開)，熱介質(zhì)箱體的換熱管內(nèi)工質(zhì)液位高度低于允許最高液位。本實用新型按夏季氣溫最高且負荷最大時設(shè)計換熱面積，以獲得最大余熱回收能力。當冬季氣溫降低或負荷降低時，通過減少換熱管內(nèi)工質(zhì)回流量來控制熱管壁溫恒定且略高于煙氣酸露點，以防止腐蝕。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點I、熱管壁溫不受操作工況和環(huán)境溫度變化影響，可自動調(diào)整至設(shè)定值并保持恒定。2、能有效防止或減緩換熱面酸露點腐蝕,延長設(shè)備使用壽命。3、既節(jié)能、降耗，又能最大限度地回收熱量，熱效率高。

圖I是本實用新型例I的主視剖面示意簡圖。圖2是本實用新型例I的俯視示意簡圖。圖3是本實用新型例2的主視剖面示意簡圖。圖4是本實用新型例2的俯視示意簡圖。[0014]具體實施方式
在圖I和圖2所示的預(yù)熱一種冷介質(zhì)的熱管壁溫可控的分體式熱管換熱器的示意簡圖中，分體式熱管換熱器上下設(shè)置的冷、熱介質(zhì)箱體1、2，其側(cè)面分別設(shè)有冷、熱介質(zhì)的進、出口，內(nèi)部設(shè)有若干管排單元3，該管排單元是由若干根豎直成對的帶翅片換熱管上下兩端分別與上、下集箱4、5連通構(gòu)成的，上述冷、熱介質(zhì)箱體內(nèi)的若干管排單元為多排。上述熱介質(zhì)箱體內(nèi)的每個管排單元的上集箱均通過上升管與冷介質(zhì)箱體內(nèi)的一個管排單元的上集箱相連，而熱介質(zhì)箱體內(nèi)的每個管排單元的下集箱均通過回流管與冷介質(zhì)箱體內(nèi)的一個管排單元的下集箱相連，并且上升管連接的冷熱介質(zhì)箱體內(nèi)的兩管排單元其回流管也連接該兩管排單元，構(gòu)成工質(zhì)循環(huán)回路。上述熱介質(zhì)箱體內(nèi)靠近熱介質(zhì)出口側(cè)的多個管排單元的上集箱分別通過短管與一根上聯(lián)管6相連，而該箱體內(nèi)對應(yīng)的管排單元的下集箱分別通過短管與一根下聯(lián)管7相連；上述冷介質(zhì)箱體內(nèi)靠近冷介質(zhì)進口側(cè)的多個管排單元的上集箱分別通過短管與一根上聯(lián)管8相連，而該箱體內(nèi)對應(yīng)的管排單元的下集箱分別通過短管與一根下聯(lián)管9相連。上述冷、熱介質(zhì)箱體的上聯(lián)管分別與一根總上升管10的上、下兩端相連通，而它們的下聯(lián)管分別與一根總回流管11的上、下兩端相連通，構(gòu)成工質(zhì)循環(huán)回路。在上述總上升管上設(shè)有與變送器12相連的壓力或溫度傳感器。與上述壓力或溫度變送器相連的自控閥13設(shè)在上述總回流管上。另與上升管相連通的壓力平衡管14另一端與緩沖罐15上部相連通，該緩沖罐下部通過導(dǎo)管16與總回流管相連通。該緩沖罐的位置與熱介質(zhì)箱體管排單元換熱管的位置相對應(yīng)。在圖3和圖4所示的預(yù)熱兩種冷介質(zhì)的熱管壁溫可控的分體式熱管換熱器的示意簡圖中，其結(jié)構(gòu)基本與預(yù)熱一種冷介質(zhì)的分體式熱管換熱器相同，但冷介質(zhì)箱體為兩個，與它們相連的上升管和回流管均為并列的兩根，并且回流管上各設(shè)一個控制閥，但變送器及傳感器為一套，其同時控制熱介質(zhì)與兩種冷介質(zhì)間管內(nèi)工質(zhì)流量；也可以變送器及傳感器為兩套，它們各自成獨立的系統(tǒng)，分別控制熱介質(zhì)與兩種冷介質(zhì)間管內(nèi)工質(zhì)流量。權(quán)利要求1.一種熱管壁溫可控的分體式熱管換熱器，其上、下設(shè)置的冷、熱介質(zhì)箱體側(cè)面分別設(shè)有冷、熱介質(zhì)的進、出口，內(nèi)部設(shè)有管排單元，上述熱介質(zhì)箱體內(nèi)的管排單元的上集箱均通過上升管與冷介質(zhì)箱體內(nèi)的管排單元的上集箱相連，而熱介質(zhì)箱體內(nèi)的管排單元的下集箱均通過回流管與冷介質(zhì)箱體內(nèi)的管排單元的下集箱相連，構(gòu)成工質(zhì)循環(huán)回路，其特征在于在上述熱介質(zhì)箱體內(nèi)靠近熱介質(zhì)出口側(cè)的一個或多個管排與對應(yīng)的冷介質(zhì)入口側(cè)一個或多個管排構(gòu)成的循環(huán)回路的上升管上設(shè)有與變送器相連的壓力或溫度傳感器，壓力或溫度傳感器采集的信號經(jīng)變送器送至設(shè)在上述與回流管相連的自控閥上，另與上升管相連通的壓力平衡管另一端與緩沖罐上部相連通，該緩沖罐下部通過導(dǎo)管與總回流管相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱管壁溫可控的分體式熱管換熱器，其特征在于上述熱介質(zhì)箱體內(nèi)靠近熱介質(zhì)出口側(cè)的多個管排單元的上集箱各自通過短管與一根上聯(lián)管相連，而該熱介質(zhì)箱體內(nèi)靠近熱介質(zhì)出口側(cè)的多個管排單元的下集箱各自通過短管與一根下聯(lián)管相連，上述冷介質(zhì)箱體內(nèi)與熱介質(zhì)箱體內(nèi)相對應(yīng)的管排單元的上集箱各自通過短管與一根上聯(lián)管相連，而該冷介質(zhì)箱體內(nèi)與熱介質(zhì)箱體內(nèi)相對應(yīng)的管排單元的下集箱各自通過短管與一根下聯(lián)管相連，上述冷、熱介質(zhì)箱體的上聯(lián)管分別與一根總上升管的上、下兩端相連通，而它們的下聯(lián)管分別與一根總回流管的上、下兩端相連通，在上述總上升管上設(shè)有壓力或溫度變送器的傳感器，與上述壓力或溫度變送器相連的自控閥設(shè)在上述總回流管上，另與上升管相連通的壓力平衡管另一端與緩沖罐上部相連通，該緩沖罐下部通過導(dǎo)管與總回流管相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱管壁溫可控的分體式熱管換熱器，其特征在于冷介質(zhì)箱體為兩個，與它們相連的上升管和回流管均為并列的兩根，并且回流管上各設(shè)一個控制閥，但變送器及傳感器為一套。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱管壁溫可控的分體式熱管換熱器，其特征在于冷介質(zhì)箱體為兩個，與它們相連的上升管和回流管均為并列的兩根，并且回流管上各設(shè)一個控制閥，但變送器及傳感器為兩套。
專利摘要一種熱管壁溫可控的分體式熱管換熱器，其主要是在該換熱器熱介質(zhì)箱體內(nèi)靠近熱介質(zhì)出口側(cè)的一個或多個管排與對應(yīng)的冷介質(zhì)入口側(cè)一個或多個管排構(gòu)成的循環(huán)回路的上升管上設(shè)有與變送器相連的壓力或溫度傳感器，與上述壓力或溫度變送器相連的自控閥設(shè)在上述回流管上，另與上升管相連通的壓力平衡管另一端與緩沖罐上部相連通，該緩沖罐下部通過導(dǎo)管與回流管相連通。本實用新型換熱器熱管壁溫不受操作工況和環(huán)境溫度變化影響，可自動調(diào)整至設(shè)定值，并能最大限度的回收熱量，換熱效率高。有效防止或減緩換熱面酸露點腐蝕，延長設(shè)備使用壽命。
文檔編號F28F27/00GK202432897SQ20112052493
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者逄燕, 陳鵬 申請人:大連熵立得傳熱技術(shù)有限公司