CN103453782A - 三位一体壳管式油气换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种三位一体壳管式油气换热器，包括壳体和置于壳体内的传热管，传热管由外管和置于外管内的内管组成，壳体由左封头、左外壳体、中间壳体、右外壳体和右封头顺序连接而成，内管沿轴向穿过左外壳体、中间壳体和右外壳体，左侧开口在左封头内，右侧开口在右封头内，外管沿轴向穿过中间壳体，左侧开口在左外壳体内，右侧开口在右外壳体内，凝析油分别从左凝析油接管和右左凝析油接管排出，中间壳体左上侧设有左低温油气管，右上侧设有右低温油气管，中间壳体内部设有多个折流板。本发明的油气换热器结构紧凑，耐腐蚀，保证温差极大的三种流体在同一个换热器内高效换热，可广泛适用于火车、码头用油气回收机组中。
Description
技术领域
本发明属于间壁式换热器技术领域，特别是一种用于冷凝式油气回收的三位一体壳管式油气换热器。
背景技术
冷凝式油气回收由低温制冷***提供极低温的冷源，通过换热器，将油气混合物中的油冷凝实现回收利用及净化空气。为充分回收利用经分离的低温低浓度油气的冷量，高温高浓度油气、低温低浓度油气和制冷剂三种温差极大的介质需要在同一个换热内换热。对于普通油气回收机组，广泛采用高效的铝板翅换热器，其多通道结构且紧凑，传热系数高。但是在比如火车用、码头用油气回收机组中，机组需要每天24小时连续运行的，且由于油气中含有硫化氢成分，铝板翅换热器不能耐硫化物的腐蚀，另一方面融冰率小，易结冰堵塞通道而不能连续使用，因此铝板翅换热器无法在这样的特殊场合使用。目前，替代方法之一是用二维氟-气壳管式换热器取代铝板翅换热器，但能量损耗比较大；其二是用二维氟-气壳管式换热器和二维气-气壳管式换热器组合取代铝板翅换热器的方法，解决了能量损耗问题，但是换热器组占据相当大的空间，不利于冷凝式油气回收机组在火车、码头等领域的推广应用。
总之，现有冷凝式油气回收换热器存在的技术问题是：在保证三种不同温度流体换热的前提下如何实现换热器的小体积和耐腐蚀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三位一体壳管式油气换热器，结构紧凑，耐腐蚀，保证温差极大的三种流体在同一个换热器内高效换热。
实现本发明目的的技术方案为：一种三位一体壳管式油气换热器，包括壳体和置于壳体内的传热管；
所述传热管由外管和置于外管内的内管组成；
所述壳体由左封头、左外壳体、中间壳体、右外壳体和右封头顺序连接而成；
所述左封头内有隔板，将左封头至少分成一个外接供制冷剂进口管的制冷剂进入区，和一个外接制冷剂出口管的制冷剂排出区，所述右封头内部连通，供制冷剂流过，所述内管沿轴向穿过左外壳体、中间壳体和右外壳体，左侧开口在左封头内，右侧开口在右封头内，制冷剂进、出口管、左封头、内管和右封头形成制冷剂通道；
所述左外壳体上部设有左高温油气管，下部设有左凝析油接管，右外壳体上部设有右高温油气管，下部设有右左凝析油接管，所述外管沿轴向穿过中间壳体，左侧开口在左外壳体内，右侧开口在右外壳体内，左高温油气接管、左外壳体、外管与内管之间、右外壳体和右高温油气接管形成高温油气通道，凝析油分别从左凝析油接管和右左凝析油接管排出；
所述中间壳体左上侧设有左低温油气管，右上侧设有右低温油气管，中间壳体内部设有多个折流板，左低温油气管、中间壳体与外管之间及右低温油气管形成低温油气通道。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
（1）结构紧凑：三个不同通道有机的结合，利用镶嵌式套中套结构形式，即大管套小管形成管外、管环、管内三个独立空间，使三个不同温度场的介质可以直接换热；
（2）换热效率高：高温高浓度油气通过外高效换热管与低温低浓度油气进行换热，把低温油气的废弃冷量进行回收利用，可降低机组5-8%的能耗；
（3）密封性好：摒弃常规的先胀接再焊接方式，而是采用先焊接再胀接方式，并且中间管头板与换热管焊接面加工成宽、深均为2mm的环凹槽，如此焊接时可以将管头板或封头母材、换热管母材和焊料三者有机熔合在一起，确保换热器***漏；外管、内管均采用不锈钢内外螺纹波节管，可以承受-110℃低温，同时也能承受120℃高温，关键是能承受-110℃至120℃的骤冷骤热而引起的应力变化；
（4）耐腐蚀性：换热器所有材质选用牌号为00Cr17Ni14Mo2的316L钛材钢，既可以防油气中含硫物质的腐蚀，又可以防海边的盐雾腐蚀，换热器外表面涂环氧厚膜型面漆，俗称海军漆，对防盐雾进行了双重保险。
附图说明
图1是本发明三位一体壳管式油气换热器的外形图。
图2是本发明三位一体壳管式油气换热器的外形俯视图。
图3是图1的轴向剖面局部放大图。
图4是图1中封头的轴向视图。
图5是图1中外壳体的轴向视图。
图中：11外管，12内管，21左封头，211制冷剂进口管，22右封头，212制冷剂出口管，31左外壳体，311左高温油气管，312左凝析油接管，32右外壳体，321右高温油气管，322右凝析油接管，4中间壳体，41左低温油气管，42右低温油气管。
具体实施方式
如图1至图5所示，本发明三位一体壳管式油气换热器，包括壳体和置于壳体内的传热管；
所述传热管由外管11和置于外管内的内管12组成；
所述壳体由左封头21、左外壳体31、中间壳体4、右外壳体32和右封头22顺序连接而成；
所述左封头21内有隔板，将左封头21至少分成一个外接供制冷剂进口管211的制冷剂进入区，和一个外接制冷剂出口管212的制冷剂排出区，所述右封头22内部连通，供制冷剂流过，所述内管12沿轴向穿过左外壳体31、中间壳体4和右外壳体32，左侧开口在左封头21内，右侧开口在右封头22内，制冷剂进、出口管211、212、左封头21、内管12和右封头22形成制冷剂通道；
制冷剂从制冷剂进口管211进入左封头21的进口区，流经内管12往程管部分，在右封头22内折返，进入内管12返程管部分，进入左封头21的出口区，经制冷剂出口管212流出，在此过程中，制冷剂吸热，由液态变为气态。根据封头区域数量的不同划分，制冷剂至少行走两个流程，也可更多。此为本专业常识，可根据需要而定。
所述左外壳体31上部设有左高温油气管311，下部设有左凝析油接管312，右外壳体32上部设有右高温油气管321，下部设有右凝析油接管322，所述外管11沿轴向穿过中间壳体4，左侧开口在左外壳体31内，右侧开口在右外壳体32内，左高温油气接管311、左外壳体31、外管11与内管12之间、右外壳体32和右高温油气接管321形成高温油气通道，凝析油分别从左凝析油接管312和右左凝析油接管322排出；
高温油气从左高温油气接管311进入左外壳体31，流经外管11与内管12之间的空间，到右外壳体32，以右高温油气接管321排出。高温油气同时向内管12内制冷剂和外管11外的低温油气两个方向放热，将其中的大部分油冷却凝析出来，分别从左凝析油接管312和右左凝析油接管322排出，达到快速、高效分离、回收油的目的。
所述中间壳体4左上侧设有左低温油气管41，右上侧设有右低温油气管42，中间壳体4内部设有多个折流板40，左低温油气管41、中间壳体4与外管11之间及右低温油气管42形成低温油气通道。
经右高温油气接管321排出的析出大量油的排气温度很低，富含大量的冷量，将其从中间壳体4上的右低温油气管42引入，流经中间壳体4，从左低温油气管41排出，折流板40一方面增加其流动路延长换热时间，另一方面加强扰动，强化传热。从而将冷量经传外管11高温油气，加强油的回收，到达高效节能的目的。
所述传热管为高效换热管，以强化传热，减小换热器体积。
所述内管12与左封头21和右封头22采用先焊接后胀接方式连接。确保焊接处在低温、高温及骤冷骤热的情况下***漏。
所述壳体材料为316L钛钢。
外管11和内管12也可采用316L材质，内外均为螺纹，且为高效波节管；由于波节管表面凹凸的外形，使流体在管内形成较强的湍流，从而大大提高管内外表面的换热数，使换热器整体换热效率比普通列管式的提高2-3倍；其波纹结构，能够自行补偿由于介质温差而产生的热应力。
所述壳体外表面涂环氧厚膜型面漆，俗称海军漆，可以有效防止硫化物的腐蚀。
Claims (5)
1.一种三位一体壳管式油气换热器，包括壳体和置于壳体内的传热管，其特征在于：
所述传热管由外管（11）和置于外管内的内管（12）组成；
所述壳体由左封头（21）、左外壳体（31）、中间壳体（4）、右外壳体（32）和右封头（22）顺序连接而成；
所述左封头（21）内有隔板，将左封头（21）至少分成一个外接供制冷剂进口管（211）的制冷剂进入区，和一个外接制冷剂出口管（212）的制冷剂排出区，所述右封头（22）内部连通，供制冷剂流过，所述内管（12）沿轴向穿过左外壳体（31）、中间壳体（4）和右外壳体（32），左侧开口在左封头（21）内，右侧开口在右封头（22）内，制冷剂进、出口管（211、212）、左封头（21）、内管（12）和右封头（22）形成制冷剂通道；
所述左外壳体（31）上部设有左高温油气管（311），下部设有左凝析油接管（312），右外壳体（32）上部设有右高温油气管（321），下部设有右左凝析油接管（322），所述外管（11）沿轴向穿过中间壳体（4），左侧开口在左外壳体（31）内，右侧开口在右外壳体（32）内，左高温油气接管（311）、左外壳体（31）、外管（11）与内管（12）之间、右外壳体（32）和右高温油气接管（321）形成高温油气通道，凝析油分别从左凝析油接管（312）和右左凝析油接管（322）排出；
所述中间壳体（4）左上侧设有左低温油气管（41），右上侧设有右低温油气管（42），中间壳体（4）内部设有多个折流板（40），左低温油气管（41）、中间壳体（4）与外管（11）之间及右低温油气管（42）形成低温油气通道。
2.根据权利要求1所述的三位一体的壳管式油气换热器，其特征在于：所述传热管为高效换热管。
3.根据权利要求1或2所述的三位一体的壳管式油气换热器，其特征在于：所述内管（12）与左封头（21）和右封头（22）采用先焊接后胀接方式连接。
4.根据权利要求1所述的三位一体的壳管式油气换热器，其特征在于：所述壳体材料为316L钛钢。
5.根据权利要求1所述的三位一体的壳管式油气换热器，其特征在于：所述壳体外表面涂环氧厚膜型面漆。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Trinity shell and tube oil-gas heat exchanger Effective date of registration: 20221025 Granted publication date: 20150128 Pledgee: Jiangsu SINOSURE technology microfinance Co.,Ltd. Pledgor: NANJING ALL DELIGHT REFRIGERATION EQUIPMENT Co.,Ltd. Registration number: Y2022980019380 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20150128 Pledgee: Jiangsu SINOSURE technology microfinance Co.,Ltd. Pledgor: NANJING ALL DELIGHT REFRIGERATION EQUIPMENT Co.,Ltd. Registration number: Y2022980019380 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |