CN109751902A - 一种应用于小型熔盐储热***的套管式换热器 - Google Patents

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杜喻帅
王�华
谢宁
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Abstract

本发明提供一种应用于小型熔盐储热***的套管式换热器，所述换热器包括：多个套管换热器流程、封头法兰、法兰盖以及将所述多个套管流程连接的连接件；所述套管流程包括：中空的换热器内管(7)和中空的换热器外管(5)；所述换热器内管(7)套接于所述换热器外管(5)内；所述换热器内管(7)内填充换热介质；所述换热器外管(5)与所述换热器内管(7)之间填充冷却介质；每个所述换热器外管(5)两端通过所述封头法兰固定在所述换热器内管(7)外表面上；所述法兰头盖设置于所述封头法兰外侧。本发明利用套管式换热器的搭配灵活的特定解决了部分熔盐储热***中熔盐流速过低的问题，有效提高传热效率，减小结垢的风险，换热器流程数可叠加，从而实现灵活配置，并实现介质的自动排净。

Description

一种应用于小型熔盐储热***的套管式换热器
技术领域
本发明热能工程领域具体涉及一种应用于小型熔盐储热***的套管式换热器。
背景技术
现有的小型熔盐储热***中，熔融盐通过管壳式换热器与水换热，产生蒸汽或带压高温水，再通过蒸汽或带压高温水与循环水换热向用户供暖。由于熔盐储热能力极强、换热前后温度降很大，往往在换热器管侧熔盐流速过慢，导致换热效率低、易结垢，特别在一些小型储热***中熔盐量过小甚至无法满足换热器设计条件。熔盐渗透性极强，在管壳式换热器中易产生管板泄漏。此外，由于管壳式换热器内的换热管会产生一定的挠度，容易积存熔盐，不利于熔盐排尽，可能造成堵管。
发明内容
本发明提供了一种应用于小型熔盐储热***的套管式换热器，所述换热器包括：多个套管换热器流程、封头法兰、法兰盖以及将所述多个套管流程连接的连接件；
所述套管流程包括：中空的换热器内管(7)和中空的换热器外管(5)；所述换热器内管(7)套接于所述换热器外管(5)内；
所述换热器内管(7)内填充换热介质；
所述换热器外管(5)与所述换热器内管(7)之间填充熔盐；
每个所述换热器外管(5)两端通过所述封头法兰固定在所述换热器内管(7)外表面上；
所述法兰头盖设置于所述封头法兰外侧。
优选的，所述连接件包括：中空的内管弯头(9)、外管连通管及将所述外管连通管连接的外管连通法兰；
所述外管连通管与所述内管弯头(9)均为中空结构；
所述换热器外管(5)为的两端的外壁开孔，所述外管连通管焊接与所述开孔处，使换热器外管(7)连通；
所述相互连接的套管流程分别通过内管弯头(9)将换热器内管(7)连接。
优选的，所述内管弯头(9)与换热器内管(7)进行对焊，所述内管弯头(9)的弯曲角度小于180°，用于保证每个换热单元在安装好后都有倾斜角度。
优选的，所述封头法兰及法兰盖上设置有孔，所述内管弯头(9)、所述换热器内管(7)通过所述孔连通，这里包括但不限于以下几种情况，所述内管弯头(9)穿过所述孔与所述换热器内管(7)焊接或所述换热器内管(7)穿过所述孔与所述内管弯头(9)焊接或，所述内管弯头(9)与所述换热器内管(7)与所述孔处焊接。
优选的，所述套管式换热器流程还包括：密封填料(2)、支撑板(6)；
所述密封填料(2)填充于所述封头法兰内；
所述支撑板(6)设置于套管换热器流程中部，用于支撑换热器外管(7)和换热器内管(5)。
优选的，所述换热器内管(7)和换热器外管(5)均选用无缝钢管。
优选的，还包括：外管下侧法兰(11)，所述外管下侧法兰(11)焊接在所述换热器外管(5)最下端的开孔处，用于换热器换热介质的进出；
并在第一个所述换热单元端部设置内管入口法兰(1)、外管上侧法兰(4)，并在最后一个所述换热单元端部设置内管出口法兰(10)和外管下侧法兰(11)构成；
所述换热器流程包括：套管式换热器、封头法兰及法兰盖；
所述封头法兰及法兰盖(3)设置在套管式换热器端部。
优选的，所述换热器流程的数量根据功率需要设定。
优选的，换热器换热介质为水。
与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有如下优点效果：
(1)本发明提供一种应用于小型熔盐储热***的套管式换热器，所述换热器包括：多个套管换热器流程、封头法兰、法兰盖以及将所述多个套管流程连接的连接件；所述套管流程包括：中空的换热器内管(7)和中空的换热器外管(5)；所述换热器内管(7)套接于所述换热器外管(5)内；所述换热器内管(7)内填充换热介质；所述换热器外管(5)与所述换热器内管(7)之间填充冷却介质；每个所述换热器外管(5)两端通过所述封头法兰固定在所述换热器内管(7)外表面上；所述法兰头盖设置于所述封头法兰外侧。本发明的多个套管换热器流程搭配灵活的特点解决了部分熔盐储热***中熔盐流速过低的问题，由中空的换热器内管(7)和中控的换热器外管(5)组成的套管式换热器有效提高传热效率，减小结垢的风险，并且提供了更换方便、成本低、后期维修难度降低。
(2)本发明提供一种应用于小型熔盐储热***的套管式换热器，每个所述换热器外管(5)两端通过所述封头法兰固定在所述换热器内管(7)外表面上，并设置密封填料进行密封套管式换热器没有管板，熔盐与水之间不易产生泄漏混合。
(3)本发明提供一种应用于小型熔盐储热***的套管式换热器，所述内管弯头(9)与换热器内管(7)进行对焊，所述内管弯头(9)的弯曲角度小于180°，用于保证每个换热单元在安装好后都有倾斜角度。套管在盘弯设计时设置一定的倾斜度，以利于高温熔盐的排尽。
附图说明
图1为本发明的应用于小型熔盐储热***的套管式换热器示意图；
图中：1、内管入口法兰；2、密封填料；3、封头法兰及法兰盖；4、外管上侧法兰；5、换热器外管；6、支撑板；7、换热器内管；8、外管连通管及法兰；9、内管弯头；10、内管出口法兰；11、外管下侧法兰。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
实施例1：
每一个换热单元构成一个换热流程，由换热器内管7、换热器外管5、封头法兰及法兰盖8、密封填料2、支撑板6构成，支撑板6焊接在换热器内管7中段，封头法兰及法兰盖8采用螺栓连接，熔盐与水通过换热器内管7外壁换热，而换热器内管7选用的是无缝钢管，因此不易产生泄漏。
换热器内管7和换热器外管5均选用无缝钢管，换热器外管5两端通过法兰紧固件结构固定在换热器内管7外表面上，并设置密封填料2起到密封作用，防止熔盐泄漏。在每段套管的中间段，设置支撑板6均布在换热器内管7四周，起到支撑换热器内管7换热器外管5的作用。
在组装换热器时，分别在每个换热单元的两端的外壁开孔并焊接外管连接管及法兰8，使各换热单元之间的换热器外管5部分连通。而换热器内管7侧通过内管弯头9连接，内管弯头9直接与换热单元露出的换热器内管7进行对焊，或者封头法兰及法兰盖设有供液体流过的缝隙，同时将内管弯头9和换热器内管7与封头法兰及法兰盖焊接，保证内管中的换热介质流通。
内管弯头弯曲角度小于180°，保证每个换热单元在安装好后都有一定倾斜角度。
装置的最下端和最上端是本换热器换热介质的出入口，其中换热器内管7直接通过对焊的直管引出到装置外侧，而换热器外管5在水侧的最下端和最上端分别开孔焊接外管上侧法兰4和外管下侧法兰11接管和法兰。
实施例2：
每个换热单元结构相同，因此换热器流程数可根据功率需要叠加，直接在管段之上继续叠加内管弯头9及换热单元即可。
装置在实际运行中，熔盐由换热器下方内管入法兰7和内管出口法兰10接入，在装置内折返流动，最终从换热器上方换热器内管7出口排出；而水分别由从外管下侧法兰11或外管上侧法兰4进出，在换热器内管7和换热器外管5之间的间隙中折返流动，通过换热器内管7管壁进行换热其实际流动方向则根据实际需要自行选择。
整个运行流程与传统套管式换热器无异，其区别仅在于装置流程中设置的倾角，当***失去动力时，由于整个换热管路均为倾斜布置，熔盐可利用重力自动排出，不会残留在管道内冷却凝结造成冻堵。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种应用于小型熔盐储热***的套管式换热器，其特征在于，所述换热器包括：多个套管换热器流程、封头法兰、法兰盖以及将所述多个套管流程依次连接的连接件；
所述套管流程包括：中空的换热器内管(7)和中空的换热器外管(5)；所述换热器内管(7)套接于所述换热器外管(5)内；
所述换热器内管(7)内填充换热介质；
所述换热器外管(5)与所述换热器内管(7)之间填充熔盐；
每个所述换热器外管(5)两端通过所述封头法兰固定在所述换热器内管(7)外表面上；
所述法兰头盖设置于所述封头法兰外侧。
2.根据权利要求1所述的一种应用于小型熔盐储热***的套管式换热器，其特征在于，所述连接件包括：中空的内管弯头(9)、外管连通管及将所述外管连通管连接的外管连通法兰：
所述外管连通管与所述内管弯头(9)均为中空结构；
所述换热器外管(5)为的两端的外壁开孔，所述外管连通管焊接与所述开孔处，使换热器外管(7)连通；
所述相互连接的套管流程分别通过内管弯头(9)将换热器内管(7)连接。
3.根据权利要求2所述的一种应用于小型熔盐储热***的套管式换热器，其特征在于，所述内管弯头(9)与换热器内管(7)进行对焊，所述内管弯头(9)的弯曲角度小于180°，用于保证每个换热单元在安装好后都有倾斜角度。
4.根据权利要求2所述的一种应用于小型熔盐储热***的套管式换热器，其特征在于，所述封头法兰及法兰盖上设置有孔，所述内管弯头(9)、所述换热器内管(7)通过所述孔连通。
5.根据权利要求1所述的一种应用于小型熔盐储热***的套管式换热器，其特征在于，所述套管式换热器流程还包括：密封填料(2)、支撑板(6)；
所述密封填料(2)填充于所述封头法兰内；
所述支撑板(6)设置于套管换热器流程中部，用于支撑换热器外管(7)和换热器内管(5)。
6.根据权利要求1所述的一种应用于小型熔盐储热***的套管式换热器，其特征在于，所述换热器内管(7)和换热器外管(5)均选用无缝钢管。
7.根据权利要求1所述的一种应用于小型熔盐储热***的套管式换热器，其特征在于，还包括：外管下侧法兰(11)，所述外管下侧法兰(11)焊接在所述换热器外管(5)最下端的开孔处，用于换热器换热介质的进出；
所述并在第一个换热单元端部设置内管入口法兰(1)、外管上侧法兰(4)，并在最后一个所述换热单元端部设置内管出口法兰(10)和外管下侧法兰(11)构成；
所述换热器流程包括：套管式换热器、封头法兰及法兰盖；
所述封头法兰及法兰盖(3)设置在套管式换热器端部。
8.根据权利要求1所述的一种应用于小型熔盐储热***的套管式换热器，其特征在于，所述换热器流程的数量根据功率需要设定。
9.根据权利要求1所述的一种应用于小型熔盐储热***的套管式换热器，其特征在于，所述换热介质为水。
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