CN111912260A - 一种集预热、蒸发、过热为一体的换热设备 - Google Patents
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Abstract
一种集预热、蒸发、过热为一体的换热设备，涉及集成换热器领域。本发明是为了解决现有换热***的管壳式换热设备数量多、集成性差，因而导致其占地空间大的问题。本发明换热设备的壳体内部空间划分有预热段、蒸发段和过热段，预热段与蒸发段之间通过第一隔板分隔，蒸发段和过热段之间通过第二隔板分隔，第一隔板与第二隔板相互平行设置、且二者之间通过多个支撑板固定支撑，预热段内部沿工质流向均匀设置有多个相互平行的预热折流板，第二隔板上设有汽液分离装置，汽液分离装置用于对蒸发段内汽液混合的工质进行汽液分离，过热段内部沿其长度方向均匀设置有多个相互平行的过热折流板，过热段的出口与壳体出口连通。
Description
技术领域
本发明属于能源、节能环保技术领域，尤其涉及集成换热器。
背景技术
冶金、制药、化工、能源等多种行业中包含液体蒸发过热的管壳式换热设备。通常液体的蒸发及过热分为三个设备，即：预热器、蒸发器、过热器，三个设备通过管道相互连通，不仅占地空间大，成本还比较高。随着高效换热器技术的发展，越来越多的管壳式换热设备的应用场合对设备的集成性、成本及压损提出了要求。但是，目前对集成换热器的研究较少，而三个设备在***集成性和系能方面都存在明显的不足。
综上所述，现有换热***的管壳式换热设备集成性落后，存在设备数量多，占地空间大和壳侧阻力损失大的问题。
发明内容
本发明是为了解决现有换热***的管壳式换热设备数量多、集成性差，因而导致其占地空间大的问题，同时还存在壳侧阻力损失大的问题，现提供一种集预热、蒸发、过热为一体的换热设备。
一种集预热、蒸发、过热为一体的换热设备，包括：壳体和位于壳体内部的换热管，所述换热设备的壳体内部空间划分有预热段、蒸发段和过热段，预热段与蒸发段之间通过第一隔板分隔，蒸发段和过热段之间通过第二隔板分隔，第一隔板与第二隔板相互平行设置、且二者之间通过多个隔板支撑板固定支撑，预热段的入口与壳体入口连通，预热段出口与蒸发段入口连通，预热段内部沿工质流向均匀设置有多个相互平行的预热折流板，第二隔板上设有汽液分离装置，汽液分离装置用于对蒸发段内汽液混合的工质进行汽液分离，过热段内部沿其长度方向均匀设置有多个相互平行的过热折流板，过热段的出口与壳体出口连通。
蒸发段内部沿其长度方向均匀设置有多个相互平行的换热管支撑板。
汽液分离装置为丝网除沫器。
汽液分离装置通过圆钢与第二隔板相互固定连接。
预热段和过热段内部的换热管呈三角形布管方式排布，蒸发段内部的换热管呈正方形布管方式排布。
正方形布管方式为：四个换热管横截面的四个圆形能够构成一个正方形，所述四个换热管两两相邻。
三角形布管方式为：所有换热管构成的阵列中，相邻两排换热管交错设置。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
1、本发明换热器是集成了预热器、蒸发器和过热器的集成型换热器，提高了换热设备的集成性；同时，在结构中增设了隔板，能够有效的区分各个功能区，提高设备的通用性。
2、本发明集成三种设备于一体，有效的降低了壳侧的压力损失，降低了总材料的重量，节约了成本。
附图说明
图1为本发明所述一种集预热、蒸发、过热为一体的换热设备的整体结构示意图；
图2为图1横截面视图。
具体实施方式
具体实施方式一：参照图1和图2具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种集预热、蒸发、过热为一体的换热设备，包括：壳体和位于壳体内部的换热管11，所述换热设备的壳体内部空间划分有预热段1、蒸发段2和过热段3。
预热段1与蒸发段2之间通过第一隔板5分隔，蒸发段2和过热段3之间通过第二隔板8分隔，第一隔板5与第二隔板8相互平行设置、且二者之间通过多个隔板支撑板7固定支撑。
预热段1的入口与壳体入口连通，预热段1出口与蒸发段2入口连通，预热段1分为直管段和弯管段。直管段内部沿工质流向均匀设置有多个相互平行的预热折流板4，工质由入口进入预热段1，再经过预热折流板4的折流加强换热，最后从预热段1尾部出口的弯管段流出进入到蒸发段2。
蒸发段2沿其长度方向均匀设置有多个相互平行的换热管支撑板6，所述换热管支撑板6用于支撑内部的多个换热管11。第二隔板8上开有通孔，通孔处设有汽液分离装置10，汽液分离装置10用于对蒸发段2内汽液混合的工质进行汽液分离。所述汽液分离装置10 具体为丝网除沫器、并通过圆钢与第二隔板8相互固定连接。
过热段3内部沿其长度方向均匀设置有多个相互平行的过热折流板9，折流加强换热。过热段3的出口与壳体出口连通。
上述实施方式的工作原理如下：
工质由预热段1入口进入预热段1内部被加热，经过预热折流板4折流加强换热后从预热段1尾部出口的弯管段流出进入到蒸发段2。蒸发段2内部的工质经过换热被蒸发，被蒸发后的工质变成汽液混合状态，然后通过汽液分离装置10将汽液进行分离。在此过程中液滴被分离落回到蒸发段2的下方，汽体则通过第二隔板8上的汽液分离装置10进入到过热段3。在实际应用时，需要保证蒸发段2上方留有足够大的蒸发空间。最后，汽体工质经过热折流板9折流加强换热，并从过热段3的出口排出。
进一步的，预热段1和过热段3内部的换热管11呈三角形布管方式排布，蒸发段2内部的换热管11呈正方形布管方式排布。
所述正方形布管方式为：
四个换热管11横截面的四个圆形能够构成一个正方形，所述四个换热管11两两相邻。
所述三角形布管方式为：
所有换热管11构成的阵列中，相邻两排换热管11交错设置。
蒸发段2采用正方形布管方式，有利于蒸汽从液体中蒸发流动。
本实施方式能够将预热、蒸发和过热集成为一体，降低蒸发过热设备的成本，降低换热设备壳侧的压力损失。
Claims (7)
1.一种集预热、蒸发、过热为一体的换热设备，包括：壳体和位于壳体内部的换热管(11)，其特征在于，
所述换热设备的壳体内部空间划分有预热段(1)、蒸发段(2)和过热段(3)，
预热段(1)与蒸发段(2)之间通过第一隔板(5)分隔，蒸发段(2)和过热段(3)之间通过第二隔板(8)分隔，第一隔板(5)与第二隔板(8)相互平行设置、且二者之间通过多个隔板支撑板(7)固定支撑，
预热段(1)的入口与壳体入口连通，预热段(1)出口与蒸发段(2)入口连通，预热段(1)内部沿工质流向均匀设置有多个相互平行的预热折流板(4)，
第二隔板(8)上设有汽液分离装置(10)，汽液分离装置(10)用于对蒸发段(2)内汽液混合的工质进行汽液分离，
过热段(3)内部沿其长度方向均匀设置有多个相互平行的过热折流板(9)，过热段(3)的出口与壳体出口连通。
2.根据权利要求1所述的一种集预热、蒸发、过热为一体的换热设备，其特征在于，蒸发段(2)内部沿其长度方向均匀设置有多个相互平行的换热管支撑板(6)。
3.根据权利要求1所述的一种集预热、蒸发、过热为一体的换热设备，其特征在于，汽液分离装置(10)为丝网除沫器。
4.根据权利要求1所述的一种集预热、蒸发、过热为一体的换热设备，其特征在于，汽液分离装置(10)通过圆钢与第二隔板(8)相互固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种集预热、蒸发、过热为一体的换热设备，其特征在于，预热段(1)和过热段(3)内部的换热管(11)呈三角形布管方式排布，
蒸发段(2)内部的换热管(11)呈正方形布管方式排布。
6.根据权利要求5所述的一种集预热、蒸发、过热为一体的换热设备，其特征在于，正方形布管方式为：
四个换热管(11)横截面的四个圆形能够构成一个正方形，所述四个换热管(11)两两相邻。
7.根据权利要求5所述的一种集预热、蒸发、过热为一体的换热设备，其特征在于，三角形布管方式为：
所有换热管(11)构成的阵列中，相邻两排换热管(11)交错设置。
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