專利名稱:一種用于高溫高壓腐蝕性環(huán)境的換熱器的制造方法
【專利摘要】一種用于高溫高壓腐蝕性環(huán)境的換熱器，包括套管式換熱器以及設(shè)在套管式換熱器冷流入口的第一同心套管和設(shè)在套管式換熱器冷流出口的第二同心套管；套管式換熱器包括由冷端外管主體和熱端內(nèi)管本體組成的套管；第一、二同心套管均包括一端密封、另一端開口的冷端外管，冷端外管的另一端分別與冷端外管本體端和冷流管道相連通；本實(shí)用新型換熱器所有管路連接均采用金屬卡套連接，無焊接點(diǎn)，不僅可以在高溫、高壓、一定腐蝕性介質(zhì)等苛刻的服役條件下長期使用，而且具有制作簡便、不易泄露、導(dǎo)熱效率高、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種用于高溫高壓腐蝕性環(huán)境的換熱器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于換熱器設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種用于高溫高壓腐蝕性環(huán)境的換熱器。

【背景技術(shù)】
[0002]換熱器是將熱端流體的熱量傳遞給冷端流體，加熱冷端流體同時(shí)實(shí)現(xiàn)自身的降溫，與此同時(shí)，冷端流體吸收熱端流體熱量而使自身溫度升高，這樣既可以提高熱能利用率，同時(shí)大大節(jié)約能源。套管式換熱器由于其傳熱效率高而被廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有技術(shù)中套管換熱器大都采用焊接方式連接，焊接處由于存在焊接缺陷或殘余應(yīng)力，不僅不能耐高溫(325°C )高壓(20MPa)，而且在含有一定腐蝕性介質(zhì)環(huán)境中(如氯離子)更容易發(fā)生泄露。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮?01320130457.5的中國專利，其發(fā)明名稱為單焊點(diǎn)同軸套管式換熱器公開了一種供熱泵熱水機(jī)用的單焊點(diǎn)同軸套管式換熱器，通過一次性焊接進(jìn)行固定連接，避免了因?yàn)槭褂脗鹘y(tǒng)焊接三通而造成的管與管之間的焊點(diǎn)多的問題。該技術(shù)減少了焊點(diǎn)，一定程度減少了因?yàn)楹附訂栴}造成泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，然而仍然存在焊接點(diǎn)，在長期運(yùn)行過程中可能發(fā)生泄露，特別是在高溫、高壓、一定腐蝕性介質(zhì)等苛刻的服役條件下，焊接部位更容易發(fā)生失效，導(dǎo)致泄露。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于高溫高壓腐蝕性環(huán)境的換熱器，不僅解決現(xiàn)有技術(shù)中換熱器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、焊接位置易泄露、制作過程繁瑣的問題，而且可以在高溫、高壓、一定腐蝕性介質(zhì)等苛刻的服役條件下長期使用。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:包括套管式換熱器以及設(shè)在套管式換熱器冷流入口的第一同心套管和設(shè)在套管式換熱器冷流出口的第二同心套管；套管式換熱器包括由冷端外管主體和熱端內(nèi)管本體組成的套管；
[0006]所述的第一同心套管包括一端密封、另一端開口的第一冷端外管，第一冷端外管的另一端分別與冷端外管本體的入口端和冷流入口管道相連通；第二同心套管包括一端密封、另一端開口的第二冷端外管，第二冷端外管的另一端分別與冷端外管本體的出口端和冷流出口管道相連通；熱端內(nèi)管本體依次穿過第一冷端外管、冷端外管本體和第二冷端外管；且熱端內(nèi)管本體的入口端伸出第二冷端外管的密封端，熱端內(nèi)管本體的出口端伸出第二冷端外管的密封端；
[0007]其中，第一冷端外管與冷流入口管道之間、第一冷端外管與冷端外管本體的入口端之間、第二冷端外管與冷流出口管道之間、第二冷端外管與冷端外管本體的出口端之間均通過金屬連接件相連。
[0008]所述的第一冷端外管與冷端外管本體的入口端之間的金屬連接件采用與冷流入口管道相連的第一三通，第二冷端外管與冷端外管本體的出口端之間的金屬連接件采用與冷流出口管道相連的第二三通。
[0009]所述的第一三通包括第一三通主管以及與第一三通主管相連通的第一三通支管；第一三通主管的一端與第一冷端外管相連通，另一端與冷端外管本體的入口端相連通，第一三通支管與冷流入口管道相連通；
[0010]第二三通包括第二三通主管以及與第二三通主管相連通的第二三通支管；第二三通主管的一端與第二冷端外管相連通，另一端與冷端外管本體的出口端相連通，第二三通支管與冷流出口管道相連通。
[0011]所述的第一三通主管的一端與第一冷端外管之間、第一三通主管的另一端與冷端外管本體的入口端之間、第一三通支管與冷流入口管道之間均采用卡套相連；第二三通主管的一端與第二冷端外管之間、第二三通主管的另一端與冷端外管本體的出口端之間、第二三通支管與冷流出口管道均采用卡套相連。
[0012]所述的熱端內(nèi)管本體伸出第一冷端外管密封端的部分與第一冷端外管的密封端之間采用第一變徑接頭連接，熱端內(nèi)管本體伸出第二冷端外管密封端的部分與第二冷端外管的密封端之間采用第二變徑接頭連接。
[0013]所述的第一變徑接頭的小口徑端通過卡套與熱端內(nèi)管本體伸出第一冷端外管密封端的部分連接；第一變徑接頭的大口徑端通過卡套與第一冷端外管的密封端相連；
[0014]第二變徑接頭的小口徑端通過卡套與熱端內(nèi)管本體伸出第二冷端外管密封端的部分連接；第二變徑接頭的大口徑端通過卡套與第二冷端外管的密封端相連。
[0015]所述的套管式換熱器還包括用于對(duì)套管進(jìn)行保溫的保溫裝置。
[0016]所述的保溫裝置包括外殼以及填充套管與外殼之間的保溫材料。
[0017]所述的套管為螺旋狀盤管。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0019]本實(shí)用新型的換熱器中第一冷端外管與冷流入口管道之間、第一冷端外管與冷端外管本體的入口端之間、熱端內(nèi)管本體的出口端與第一冷端外管之間、第二冷端外管與冷流出口管道之間、第二冷端外管與冷端外管本體的出口端之間、熱端內(nèi)管本體的入口端與第二冷端外管之間均通過金屬連接件相連；這種連接方式不僅制作簡便、安裝方便，而且長期可靠，避免了傳統(tǒng)換熱器中因?yàn)楹附佣斐傻母鞣N泄露問題，而且還能夠在高溫、高壓、一定腐蝕性介質(zhì)等苛刻的服役條件長期可靠運(yùn)行。

【附圖說明】

[0020]圖1是本實(shí)用新型熱交換器整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型設(shè)在套管式換熱器冷流入口的第一同心套管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本實(shí)用新型設(shè)在套管式換熱器冷流出口的第二同心套管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]其中，1A、熱端內(nèi)管本體的出口端，IB、熱端內(nèi)管本體的入口端，2A、冷流入口管道，2B、冷流出口管道，3A、冷端外管本體的入口端，3B、冷端外管本體的出口端，4A、第一變徑接頭，4B、第二變徑接頭，5A、第一三通，5B、第二三通，6A、第一冷端外管，6B、第二冷端外管，7、熱端內(nèi)管本體，8、外殼，9、保溫材料。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型換熱器做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0025]參見圖1，本實(shí)用新型用于高溫高壓腐蝕性環(huán)境的換熱器包括套管式換熱器以及設(shè)在套管式換熱器冷流入口的第一同心套管和設(shè)在套管式換熱器冷流出口的第二同心套管；套管式換熱器包括由冷端外管主體和熱端內(nèi)管本體7組成的套管，套管為螺旋狀盤管；管式換熱器還包括用于對(duì)套管進(jìn)行保溫的保溫裝置，提高熱能利用率，節(jié)約能源，保溫裝置包括外殼8以及填充套管與外殼8之間的保溫材料9。
[0026]參見圖2-3，第一同心套管包括一端密封、另一端開口的第一冷端外管6A，第一冷端外管的另一端分別與冷端外管本體的入口端3A和冷流入口管道2A相連通；第二同心套管包括一端密封、另一端開口的第二冷端外管6B，第二冷端外管的另一端分別與冷端外管本體的出口端3B和冷流出口管道2B相連通；熱端內(nèi)管本體7依次穿過第一冷端外管6A、冷端外管本體和第二冷端外管6B ;熱端內(nèi)管本體的出口端IA伸出第二冷端外管6A的密封端；且熱端內(nèi)管本體的入口端IB伸出第二冷端外管6B的密封端。
[0027]其中，第一冷端外管6A與冷流入口管道2A之間、第一冷端外管6A與冷端外管本體的入口端3A之間、第二冷端外管6B與冷流出口管道2B之間、第二冷端外管6B與冷端外管本體的出口端3B之間均通過金屬連接件相連；
[0028]第一冷端外管6A與冷端外管本體的入口端3A之間的金屬連接件采用與冷流入口管道2A相連的第一三通5A，第一三通5A包括第一三通主管以及與第一三通主管相連通的第一三通支管；第一三通主管的一端與第一冷端外管6A相連通，另一端與冷端外管本體的入口端3A相連通，第一三通支管與冷流入口管道2A相連通；第一三通主管的一端與第一冷端外管6A之間、第一三通主管的另一端與冷端外管本體的入口端3A之間、第一三通支管與冷流入口管道2A之間均采用卡套相連；熱端內(nèi)管本體伸出第一冷端外管密封端的部分與第一冷端外管6A的密封端之間采用第一變徑接頭4A連接，第一變徑接頭4A的小口徑端通過卡套與熱端內(nèi)管本體伸出第一冷端外管密封段的部分連接；第一變徑接頭4A的大口徑端通過卡套與第一冷端外管6A的密封端相連；
[0029]第二冷端外管6B與冷端外管本體的出口端3B之間的金屬連接件采用與冷流出口管道2B相連的第二三通5B ;第二三通5B包括第二三通主管以及與第二三通主管相連通的第二三通支管；第二三通主管的一端與第二冷端外管6B相連通，另一端與冷端外管本體的出口端3B相連通，第二三通支管與冷流出口管道2B相連通；第二三通主管的一端與第二冷端外管6B之間、第二三通主管的另一端與冷端外管本體的出口端3B之間、第二三通支管與冷流出口管道2B均采用卡套相連。熱端內(nèi)管本體伸出第二冷端外管密封端的部分與第二冷端外管6B的密封端之間采用第二變徑接頭4B連接。第二變徑接頭4B的小口徑端通過卡套與熱端內(nèi)管本體伸出第二冷端外管密封端的部分連接；第二變徑接頭4B的大口徑端通過卡套與第二冷端外管6B的密封端相連。
[0030]上述熱端內(nèi)管本體7、冷端外管主體還有第一、二冷端外管6A，6B的材質(zhì)是根據(jù)管內(nèi)介質(zhì)的溫度、壓力及腐蝕性不同選擇不同材質(zhì)，例如:Inconel625、C-276或316不銹鋼等。而涉及的第一、二三通、變徑接頭以及卡套采用的材質(zhì)與內(nèi)管本體7、冷端外管主體還有第一、二冷端外管6A，6B的材質(zhì)相同，通過上述結(jié)構(gòu)描述還可以發(fā)現(xiàn)，本實(shí)用新型所有連接處均涉及到金屬卡套密封。根據(jù)管內(nèi)具體流量及換熱量不同選擇不同的冷端外管和熱端內(nèi)管的規(guī)格及長度，以滿足不同換熱需求。
[0031]以換熱器內(nèi)介質(zhì)為高溫高壓含1ppb氯離子(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的純水為例:使用壓力為20MPa，熱端管進(jìn)口為325°C高溫高壓水，冷端管進(jìn)口為常溫水。
[0032]本實(shí)用新型換熱器選擇的冷端外管主體選擇長3米、外徑為1/2英寸、壁厚為0.083英寸的Inconel625無縫管，熱端內(nèi)管主體選取長3.4米、外徑為1/4英寸、壁厚為0.049英寸的Inconel625無縫管，第一、二三通和第一、二變徑接頭選用的材質(zhì)均為Inconel625。
[0033]參見圖1-3，本實(shí)用新型的使用方法為:從熱端內(nèi)管本體的入口端IB處通入20MPa、325°C高溫高壓的熱水，從冷流入口管道處通入常溫水，熱水由熱端內(nèi)管本體的入口端IB引入，由熱端內(nèi)管本體的出口端IA流出，常溫水由冷流入口管道2A引入，經(jīng)第一冷端外管6A、冷端外管本體、第二冷端外管6B，從冷流出口管道2B流出，且冷水和熱水流動(dòng)方向相反，提尚換熱效率。
[0034]本實(shí)用新型的安裝方法為:
[0035]第一同心套管的安裝方法:熱端內(nèi)管本體的出口端IA通過卡套與第一三通主管的一端密封連接，第一三通主管另一端通過卡套密封連接了第一冷端外管6A，第一冷端外管6A接著通過卡套與第一變徑接頭的大口徑端密封連接；熱端內(nèi)管本體依次穿過第一三通主管、第一冷端外管6A的密封端、第一變徑接頭4A ;第二同心套管的安裝方法與第一同心套管安裝方法相同。最后將所有金屬擰緊，這樣就完成了該套換熱器。
【權(quán)利要求】
1.一種用于高溫高壓腐蝕性環(huán)境的換熱器，其特征在于:包括套管式換熱器以及設(shè)在套管式換熱器冷流入口的第一同心套管和設(shè)在套管式換熱器冷流出口的第二同心套管；套管式換熱器包括由冷端外管主體和熱端內(nèi)管本體(7)組成的套管； 所述的第一同心套管包括一端密封、另一端開口的第一冷端外管(6A)，第一冷端外管的另一端分別與冷端外管本體的入口端(3A)和冷流入口管道(2A)相連通；第二同心套管包括一端密封、另一端開口的第二冷端外管(6B)，第二冷端外管的另一端分別與冷端外管本體的出口端(3B)和冷流出口管道(2B)相連通；熱端內(nèi)管本體(7)依次穿過第一冷端外管(6A)、冷端外管本體和第二冷端外管(6B);且熱端內(nèi)管本體的入口端(IB)伸出第二冷端外管(6B)的密封端，熱端內(nèi)管本體的出口端(IA)伸出第二冷端外管(6A)的密封端； 其中，第一冷端外管(6A)與冷流入口管道(2A)之間、第一冷端外管(6A)與冷端外管本體的入口端(3A)之間、第二冷端外管(6B)與冷流出口管道(2B)之間、第二冷端外管(6B)與冷端外管本體的出口端(3B)之間均通過金屬連接件相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高溫高壓腐蝕性環(huán)境的換熱器，其特征在于:所述的第一冷端外管(6A)與冷端外管本體的入口端(3A)之間的金屬連接件采用與冷流入口管道(2A)相連的第一三通(5A)，第二冷端外管(6B)與冷端外管本體的出口端(3B)之間的金屬連接件采用與冷流出口管道(2B)相連的第二三通(5B)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于高溫高壓腐蝕性環(huán)境的換熱器，其特征在于:所述的第一三通(5A)包括第一三通主管以及與第一三通主管相連通的第一三通支管；第一三通主管的一端與第一冷端外管(6A)相連通，另一端與冷端外管本體的入口端(3A)相連通，第一三通支管與冷流入口管道(2A)相連通； 第二三通(5B)包括第二三通主管以及與第二三通主管相連通的第二三通支管；第二三通主管的一端與第二冷端外管(6B)相連通，另一端與冷端外管本體的出口端(3B)相連通，第二三通支管與冷流出口管道(2B)相連通。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于高溫高壓腐蝕性環(huán)境的換熱器，其特征在于:所述的第一三通主管的一端與第一冷端外管(6A)之間、第一三通主管的另一端與冷端外管本體的入口端(3A)之間、第一三通支管與冷流入口管道(2A)之間均采用卡套相連；第二三通主管的一端與第二冷端外管(6B)之間、第二三通主管的另一端與冷端外管本體的出口端(3B)之間、第二三通支管與冷流出口管道(2B)均采用卡套相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高溫高壓腐蝕性環(huán)境的換熱器，其特征在于:所述的熱端內(nèi)管本體伸出第一冷端外管密封端的部分與第一冷端外管(6A)的密封端之間采用第一變徑接頭(4A)連接，熱端內(nèi)管本體伸出第二冷端外管密封端的部分與第二冷端外管(6B)的密封端之間采用第二變徑接頭(4B)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于高溫高壓腐蝕性環(huán)境的換熱器，其特征在于:所述的第一變徑接頭(4A)的小口徑端通過卡套與熱端內(nèi)管本體伸出第一冷端外管(6A)密封端的部分連接；第一變徑接頭(4A)的大口徑端通過卡套與第一冷端外管(6A)的密封端相連； 第二變徑接頭(4B)的小口徑端通過卡套與熱端內(nèi)管本體伸出第二冷端外管(6B)密封端的部分連接；第二變徑接頭(4B)的大口徑端通過卡套與第二冷端外管(6B)的密封端相連。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高溫高壓腐蝕性環(huán)境的換熱器，其特征在于:所述的套管式換熱器還包括用于對(duì)套管進(jìn)行保溫的保溫裝置。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于高溫高壓腐蝕性環(huán)境的換熱器，其特征在于:所述的保溫裝置包括外殼(8)以及填充套管與外殼(8)之間的保溫材料(9)。9.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的用于高溫高壓腐蝕性環(huán)境的換熱器，其特征在于:所述的套管為螺旋狀盤管。
【文檔編號(hào)】F28D7-10GK204286169SQ201420720201
【發(fā)明者】李江, 周榮燦, 唐麗英, 李季, 郭巖, 張周博, 侯淑芳, 王博涵 [申請(qǐng)人]西安熱工研究院有限公司