一种列管式换热器及强制循环蒸发分离器 |
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申请号 | CN202310903799.4 | 申请日 | 2023-07-24 | 公开(公告)号 | CN116718046B | 公开(公告)日 | 2024-02-09 |
申请人 | 无锡宝丰石化装备有限公司; | 发明人 | 许诚; 朱艺超; | ||||
摘要 | 本 申请 实施例 提供一种列 管式换热器 及强制循环 蒸发 分离器,涉及强制循环 蒸发器 技术领域。该列管式换热器包括:换热器主体部分和清洁组件。换热器主体部分包括壳体、第一管箱和第二管箱,第一管箱和第二管箱分别设置在壳体两端,第一管箱和壳体之间固定有第一 管板 ,第二管箱和壳体之间固定设置有第二管板,第一管板和第二管板之间设置有导 热管 。根据本申请转动的刮片使得导热管内部流通的液体产生径向扰动,降低液体中盐 碱 块 附着导热管内壁的可能,即使得列管式换热器中导热管在换热过程中,在不需要外部 能源 驱动的条件下,可以同时对导热管内部进行自清洁处理,保证导热管可长期处于导热良好的状态。 | ||||||
权利要求 | 1.一种列管式换热器,其特征在于,包括: |
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说明书全文 | 一种列管式换热器及强制循环蒸发分离器技术领域背景技术[0003] 列管式换热器是强制循环蒸发分离器中的设备之一,列管式换热器在强制循环蒸发分离器系统中起到热量转换的作用。相关技术中的列管式换热器在长时间使用过程中, 换热器内部的导热管内壁受热易生成附着的盐碱块,长期使用若不及时清理不仅导致导热 管换热效率降低,严重时甚至会出现导热管堵塞的问题。若是能够使得导热管导流的过程 中能够进行自清洁,则能够有效解决上述导热管换热时出现的问题。 发明内容 [0004] 本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请提出一种列管式换热器及强制循环蒸发分离器,以解决相关技术中的列管式换热器在长时间使用过程 中,换热器内部的导热管内壁受热易生成附着的盐碱块,长期使用若不及时清理不仅导致 导热管换热效率降低的问题。 [0005] 根据本申请实施例的一种列管式换热器,包括:换热器主体部分和清洁组件。 [0006] 所述换热器主体部分包括壳体、第一管箱和第二管箱,所述第一管箱和所述第二管箱分别设置在所述壳体两端,所述第一管箱和所述壳体之间固定有第一管板,所述第二 管箱和所述壳体之间固定设置有第二管板,所述第一管板和所述第二管板之间设置有导热 管,所述壳体一端下方设置有第一进水端管,所述第一管箱下方设置有第二进水端管,所述 壳体另一端上方设置有第一出水端管,所述第二管箱上方设置有第二出水端管。 [0007] 两种液体分别从第一进水端管和第二进水端管分别进入壳体以及第一管箱中,壳体内部的液体换热后从第一出水端管排出;进入第一管箱内部的液体通过导热管换热后进 入至第二管箱内部最终从第二出水端管排出。 [0008] 所述清洁组件包括轴杆、刮片和扇叶,所述导热管两端口分别固定有第一支架和第二支架,所述轴杆贯穿于所述导热管,且所述轴杆两端分别转动贯穿于所述第一支架和 所述第二支架,所述刮片设置在所述轴杆两侧,所述扇叶位于所述第二管箱内部,且所述扇 叶固定套设在所述轴杆一端,所述轴杆另一端固定有限位块,所述导热管靠近所述扇叶一 端连通设置有导流罩。 [0009] 当液体从第一管箱通过导热管流通至第二管箱内部时,在导热管流通的液体从导流罩内侧排出至扇叶上。导流罩优选采用锥状结构的罩壳,能够将从导热管排出的水源引 流扩散喷出至扇叶表面;扇叶受到流通液体的冲击后带动第一支架和第二支架上的轴杆转 动,转动的轴杆同时带动外侧的刮片转动。刮片端部与导热管内壁的距离小于1mm,转动的 刮片使得导热管内部流通的液体产生径向扰动,降低液体中盐碱块附着导热管内壁的可 能,即使得列管式换热器中导热管在换热过程中,在不需要外部能源驱动的条件下,可以同 时对导热管内部进行自清洁处理,保证导热管可长期处于导热良好的状态。 [0010] 在本申请的一些实施例中,所述换热器主体部分还包括折流板,多组所述折流板等距设置在所述壳体内部。 [0011] 在本申请的一些实施例中,所述刮片为若干个设置,且相邻所述刮片分别间隔设置在所述轴杆两侧。 [0012] 该列管式换热器还包括弹性支撑组件,所述弹性支撑组件包括弹簧、第一转动环和第二转动环,所述第一转动环和所述第二转动环分别位于所述限位块和所述第一支架之 间,且所述第一转动环和所述第二转动环均分别活动套设在所述轴杆外部,所述弹簧弹性 套设在所述第一转动环和所述第二转动环之间的所述轴杆外部,且所述弹簧两端分别与所 述第一转动环和所述第二转动环相对侧连接。 [0013] 初始启动强制循环蒸发分离器中的列管式换热器时,从导热管中排出的至扇叶的水源冲击力相对较大,容易造成扇叶受损。导热管端部锥形结构的导流罩在水源张力作用 下顺着导流罩扩散降低初始水源对扇叶的冲击力度,对扇叶有着良好的保护作用。且初始 水源冲击扇叶的同时,扇叶通过轴杆带动限位块沿着液体在轴向流动的位置压缩第一转动 环和第二转动环之间的弹簧,使得受到初始水源冲击的扇叶有着一定的移动缓冲,配合导 流罩进一步保护轴杆端部的扇叶。在扇叶带动轴杆沿着轴向位置移动的同时,轴杆也同时 沿着轴向位置贯穿第一支架和第二支架移动。 [0014] 在本申请的一些实施例中,所述第一转动环和所述第二转动环结构规格均相同。 [0015] 在本申请的一些实施例中,所述第一转动环包括套环,所述套环一侧滚动设置有滚珠多个,且所述滚珠与所述限位块滚动接触。 [0016] 在本申请的一些实施例中,所述套环靠近所述限位块一侧固定有限位环,且所述限位环上开设有限位所述滚珠滚动的限位孔。 [0017] 在本申请的一些实施例中,所述套环靠近所述限位块一侧设置有与所述滚珠相配合的环槽。 [0018] 在本申请的一些实施例中,所述第一管箱和所述第一管板之间以及所述第二管箱和所述第二管板之间均设置有安装螺栓的安装孔。 [0019] 上述列管式换热器中轴杆带动刮片转动受到的阻力较大,若是能够在不额外耗费能源的情况下提升轴杆转动的驱动力,则能够进一步提升导热管内部的自清洁效果。 [0020] 该列管式换热器还包括转动辅助组件,所述转动辅助组件包括叶轮、连接管、环管和排水支管,所述轴杆在所述第一管箱内部一端设置有贯穿所述限位块的延伸杆,所述叶 轮固定套设在所述延伸杆外部,多根所述导热管在所述壳体内部呈环状阵列分布设置,所 述环管设置所述第一管箱内部的所述第一管板一侧,多根所述排水支管在所述环管外侧呈 环状阵列连通设置,且所述排水支管排水口对准所述叶轮的叶片,所述连接管两端分别与 所述环管和所述第二进水端管连通设置。 [0021] 在扇叶受到液体冲击后带动轴杆沿着轴向位置移动后,排水支管此时为对准叶轮叶片的位置。从第二进水端管进入的液体经过连接管进入至环管内部,环管内部的液体最 终再从排水支管排出至叶轮的叶片上。叶轮的叶片受到排水支管排出水源的冲击后带动轴 杆转动,且同时从排水支管排出的水源进入至第一管箱内部后再通过导热管流通冲击扇叶 带动轴杆转动,此时为采用第二进水端管进入的液体通过叶轮和扇叶同时驱动轴杆转动。 提升轴杆以及刮片的转动速度,进一步提升导热管内部的自清洁效果。 [0022] 环状结构的导热管排布方式,能够保证列管式换热器依然使用多根导热管快速换热的同时,也能够保证更优化地实现每一根导热管均能够实现上述结构更好地完成自清 洁。 [0023] 上述列管式换热器中的环管通过排水支管排水的同时,受到排水支管排出液体的反作用力的作用下,环管支撑排水支管不够稳定。 [0024] 该列管式换热器还包括固定组件,所述固定组件包括筒壳和压板,所述筒壳位于所述环管内侧与所述第一管板通过第一固定螺栓固定安装,多块所述压板呈环状阵列分布 在所述环管外侧与所述筒壳通过第二固定螺栓固定安装,所述压板靠近所述环管一侧固定 有垫片。 [0025] 通过第一固定螺栓固定筒壳,第二固定螺栓固定压板。垫片可采用橡胶片,垫片表面有着一定的弧度,可包裹环管外侧部分表面,即使得环管与压板之间有着更大地摩擦力 压持固定环管。即当环管外侧的排水支管在排水时产生的反作用力不容易造成环管松动, 保证环管外侧的排水支管始终稳定排出冲击在叶轮的叶片上。 [0026] 本申请还提供一种强制循环蒸发分离器,包括上述所述的一种列管式换热器。 [0027] 本申请还提供一种强制循环蒸发分离器,包括上述所述的一种列管式换热器。 [0028] 本申请的有益效果是:本申请通过上述设计得到的一种列管式换热器及强制循环蒸发分离器,当液体从第一管箱通过导热管流通至第二管箱内部时,在导热管流通的液体 从导流罩内侧排出至扇叶上。扇叶受到流通液体的冲击后带动第一支架和第二支架上的轴 杆转动,转动的轴杆同时带动外侧的刮片转动。转动的刮片使得导热管内部流通的液体产 生径向扰动,降低液体中盐碱块附着导热管内壁的可能,即使得列管式换热器中导热管在 换热过程中,在不需要外部能源驱动的条件下,可以同时对导热管内部进行自清洁处理,保 证导热管可长期处于导热良好的状态。 [0030] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看 作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以 根据这些附图获得其他相关的附图。 [0031] 图1是根据本申请实施例的列管式换热器结构示意图; [0032] 图2是根据本申请实施例的列管式换热器内部结构示意图一; [0033] 图3是根据本申请实施例的列管式换热器内部结构示意图二; [0034] 图4是根据本申请实施例的清洁组件和叶轮结构示意图; [0035] 图5是根据本申请实施例的扇叶和轴杆安装结构示意图; [0036] 图6是根据本申请实施例的弹性支撑组件、叶轮和轴杆安装结构示意图; [0037] 图7是根据本申请实施例的弹性支撑组件和轴杆安装结构示意图; [0038] 图8是根据本申请实施例的第一转动环爆炸结构示意图; [0039] 图9是根据本申请实施例的转动辅助组件结构示意图; [0040] 图10是根据本申请实施例的固定组件结构示意图。 [0041] 图标: [0042] 10‑换热器主体部分;110‑壳体;111‑第一进水端管;112‑第一出水端管;120‑第一管箱;121‑第二进水端管;130‑第二管箱;131‑第二出水端管;140‑第一管板;150‑第二管 板;160‑导热管;170‑折流板;20‑清洁组件;210‑轴杆;220‑刮片;230‑扇叶;240‑导流罩; 250‑第一支架;260‑第二支架;270‑限位块;280‑延伸杆;30‑弹性支撑组件;310‑弹簧;320‑ 第一转动环;321‑套环;322‑限位环;323‑滚珠;324‑限位孔;325‑环槽;330‑第二转动环; 40‑转动辅助组件;410‑叶轮;420‑连接管;430‑环管;440‑排水支管;50‑固定组件;510‑筒 壳;520‑压板;530‑垫片;540‑第一固定螺栓;550‑第二固定螺栓。 具体实施方式[0043] 下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。 [0044] 为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施方式中的附图,对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实 施方式是本申请一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式,本领 域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本申请 保护的范围。 [0045] 因此,以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施方式。基于本申请中的实施方式,本领 域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本申请 保护的范围。 [0046] 应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。 [0047] 在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特 定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。 [0048] 此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者 隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上, 除非另有明确具体的限定。 [0049] 在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相 连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关 系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体 含义。 [0050] 在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它 们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特 征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在 第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示 第一特征水平高度小于第二特征。 [0051] 下面参考附图描述根据本申请实施例的一种列管式换热器及强制循环蒸发分离器。 [0052] 请参阅图1‑图10,根据本申请实施例的一种列管式换热器,包括:换热器主体部分10和清洁组件20。 [0053] 其中,换热器主体部分10能够实现正常的换热器换热作用,清洁组件20则是能够在列管式换热器使用的过程中对导热管160进行自清洁,避免导热管160内壁生成盐碱块。 [0054] 请参阅图1‑图3,换热器主体部分10包括壳体110、第一管箱120和第二管箱130。第一管箱120和第二管箱130分别设置在壳体110两端,第一管箱120和壳体110之间焊接固定 有第一管板140。第二管箱130和壳体110之间焊接固定设置有第二管板150。第一管箱120和 第一管板140之间以及第二管箱130和第二管板150之间均设置有安装螺栓的安装孔,即通 过螺栓进行固定安装。第一管板140和第二管板150之间设置有导热管160,壳体110一端下 方设置有第一进水端管111,第一管箱120下方设置有第二进水端管121,壳体110另一端上 方设置有第一出水端管112,第二管箱130上方设置有第二出水端管131。 [0055] 两种液体分别从第一进水端管111和第二进水端管121分别进入壳体110以及第一管箱120中,壳体110内部的液体换热后从第一出水端管112排出;进入第一管箱120内部的 液体通过导热管160换热后进入至第二管箱130内部最终从第二出水端管131排出。 [0056] 请参阅图4‑图6,清洁组件20包括轴杆210、刮片220和扇叶230。导热管160两端口分别焊接固定有第一支架250和第二支架260。轴杆210贯穿于导热管160,且轴杆210两端分 别转动贯穿于第一支架250和第二支架260。刮片220焊接设置在轴杆210两侧,扇叶230位于 第二管箱130内部,且扇叶230固定套设在轴杆210一端。轴杆210另一端固定有一体成型的 限位块270,导热管160靠近扇叶230一端连通焊接设置有导流罩240。 [0057] 当液体从第一管箱120通过导热管160流通至第二管箱130内部时,在导热管160流通的液体从导流罩240内侧排出至扇叶230上。导流罩240优选采用锥状结构的罩壳,能够将 从导热管160排出的水源引流扩散喷出至扇叶230表面;扇叶230受到流通液体的冲击后带 动第一支架250和第二支架260上的轴杆210转动,转动的轴杆210同时带动外侧的刮片220 转动。刮片220端部与导热管160内壁的距离小于1mm,转动的刮片220使得导热管160内部流 通的液体产生径向扰动,降低液体中盐碱块附着导热管160内壁的可能,即使得列管式换热 器中导热管160在换热过程中,在不需要外部能源驱动的条件下,可以同时对导热管160内 部进行自清洁处理,保证导热管160可长期处于导热良好的状态。 [0058] 进一步地,换热器主体部分10还包括折流板170,多组折流板170等距设置在壳体110内部,折流板170用于增长壳体110内部液体的流通路径和时间,提升换热效率。 [0059] 具体地,刮片220为若干个设置,且相邻刮片220分别间隔设置在轴杆210两侧,两侧间隔设置的刮片220能够降低刮片220整体使用量,降低轴杆210转动驱动的施加力,且可 保证轴杆210两侧重量相同,轴杆210转动时依然有着良好的稳定性。 [0060] 请参阅图6‑图8,该列管式换热器还包括弹性支撑组件30,弹性支撑组件30包括弹簧310、第一转动环320和第二转动环330。第一转动环320和第二转动环330分别位于限位块 270和第一支架250之间,且第一转动环320和第二转动环330均分别活动套设在轴杆210外 部,弹簧310弹性套设在第一转动环320和第二转动环330之间的轴杆210外部,且弹簧310两 端分别与第一转动环320和第二转动环330相对侧连接。第一转动环320和第二转动环330结 构规格均相同。第一转动环320包括套环321,套环321一侧滚动设置有滚珠323多个,且滚珠 323与限位块270滚动接触。 [0061] 初始启动强制循环蒸发分离器中的列管式换热器时,从导热管160中排出的至扇叶230的水源冲击力相对较大,容易造成扇叶230受损。导热管160端部锥形结构的导流罩 240在水源张力作用下顺着导流罩240扩散降低初始水源对扇叶230的冲击力度,对扇叶230 有着良好的保护作用。且初始水源冲击扇叶230的同时,扇叶230通过轴杆210带动限位块 270沿着液体在轴向流动的位置压缩第一转动环320和第二转动环330之间的弹簧310,使得 受到初始水源冲击的扇叶230有着一定的移动缓冲,配合导流罩240进一步保护轴杆210端 部的扇叶230。在扇叶230带动轴杆210沿着轴向位置移动的同时,轴杆210也同时沿着轴向 位置贯穿第一支架250和第二支架260移动。 [0062] 当列管式换热器停止运行时,受到冲击压缩的弹簧310舒张,带动轴杆210以及扇叶230复位。 [0063] 在上述具体实施方式中,请参阅图8,套环321靠近限位块270一侧固定有限位环322,且限位环322上开设有限位滚珠323滚动的限位孔324。套环321靠近限位块270一侧设 置有与滚珠323相配合的环槽325。第一转动环320中套环321一侧的滚珠323沿着限位块270 表面滚动,第二转动环330中套环321一侧的滚珠323沿着第一支架250一侧表面滚动,使得 第一转动环320和第二转动环330之间的弹簧310不易受到转动的轴杆210的影响而转动。限 位环322进一步限位滚珠323。 [0064] 上述列管式换热器中轴杆210带动刮片220转动受到的阻力较大,若是能够在不额外耗费能源的情况下提升轴杆210转动的驱动力,则能够进一步提升导热管160内部的自清 洁效果。 [0065] 请参阅图3、图6和图9,该列管式换热器还包括转动辅助组件40,转动辅助组件40包括叶轮410、连接管420、环管430和排水支管440。轴杆210在第一管箱120内部一端设置有 贯穿限位块270的延伸杆280,叶轮410固定套设在延伸杆280外部。多根导热管160在壳体 110内部呈环状阵列分布设置,环管430设置第一管箱120内部的第一管板140一侧,多根排 水支管440在环管430外侧呈环状阵列连通设置,且排水支管440排水口对准叶轮410的叶 片,连接管420两端分别与环管430和第二进水端管121连通设置。 [0066] 在扇叶230受到液体冲击后带动轴杆210沿着轴向位置移动后,排水支管440此时为对准叶轮410叶片的位置。从第二进水端管121进入的液体经过连接管420进入至环管430 内部,环管430内部的液体最终再从排水支管440排出至叶轮410的叶片上。叶轮410的叶片 受到排水支管440排出水源的冲击后带动轴杆210转动,且同时从排水支管440排出的水源 进入至第一管箱120内部后再通过导热管160流通冲击扇叶230带动轴杆210转动,此时为采 用第二进水端管121进入的液体通过叶轮410和扇叶230同时驱动轴杆210转动。提升轴杆 210以及刮片220的转动速度,进一步提升导热管160内部的自清洁效果。 [0067] 环状结构的导热管160排布方式,能够保证列管式换热器依然使用多根导热管160快速换热的同时,也能够保证更优化地实现每一根导热管160均能够实现上述结构更好地 完成自清洁。 [0068] 上述列管式换热器中的环管430通过排水支管440排水的同时,受到排水支管440排出液体的反作用力的作用下,环管430支撑排水支管440不够稳定。 [0069] 请参阅图3和图10,该列管式换热器还包括固定组件50,固定组件50包括筒壳510和压板520。筒壳510位于环管430内侧与第一管板140通过第一固定螺栓540固定安装,多块 压板520呈环状阵列分布在环管430外侧与筒壳510通过第二固定螺栓550固定安装,压板 520靠近环管430一侧固定有垫片530。 [0070] 通过第一固定螺栓540固定筒壳510,第二固定螺栓550固定压板520。垫片530可采用橡胶片,垫片530表面有着一定的弧度,可包裹环管430外侧部分表面,即使得环管430与 压板520之间有着更大地摩擦力压持固定环管430。即当环管430外侧的排水支管440在排水 时产生的反作用力不容易造成环管430松动,保证环管430外侧的排水支管440始终稳定排 出冲击在叶轮410的叶片上。 [0071] 本申请还提供一种强制循环蒸发分离器,包括上述所述的一种列管式换热器。 [0072] 以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的 任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到:相似的标号和 字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图 中不需要对其进行进一步定义和解释。 [0073] 以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵 盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。 |