一种串联板式换热器组的制作方法

    专利2022-07-11  117


    本实用新型涉及换热器技术领域,特别涉及一种换热器组。



    背景技术:

    换热器,是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位,其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用广泛。

    板式换热器是一种非标的产品,根据工况要求设计出不同的板型,例如,为满足不同的换热流量,需要设计不同大小的换热器;为满足不同的换热流量,需对换热器的角孔进行调整。如果设计独立的换热器无法满足不同工况下的使用,而设备尺寸过大的换热器又会导致制造和维修成本过高的问题。



    技术实现要素:

    本实用新型的目的是:为满足不同工况,方便维修,提供一种换热器组。

    本实用新型的技术方案是:一种串联板式换热器组,换热器组内的独立换热器之间通过热介质管实现串联连接;独立换热器及热介质管设有控制阀,通过操作相应的控制阀,实现任意组合的换热器运行,令换热器组能够灵活地适应和调节换热工况。

    通常,换热器组内的独立换热器的数量为2~5个。

    当换热器组包括2台独立换热器时,采用以下组合方案:

    换热器分别为:第一换热器以及第二换热器;第一换热器的介质入口处设有第一截止阀,第一换热器的介质出口处设有第二截止阀;第二换热器的介质入口处设有第三截止阀,第二换热器的介质出口处设有第四截止阀。

    热介质管包括:第一热介质管以及第二热介质管;第一热介质管的管壁处设有一次侧入口、一次侧出口;第二热介质管管壁处设有二次侧出口、二次侧入口。

    第一热介质管的两端分别连接第一截止阀以及第四截止阀;第二热介质管分别连接第二截止阀以及第三截止阀。

    在第一热介质管与第二热介质管之间设有第一检修管路以及第二检修管路;第一检修管路上设有第一旁通阀,第一旁通阀打开时,第一截止阀、第二截止阀关闭,第一换热器退出运行,此时第二换热器通过第一热介质管、第一检修管路、第二热介质管形成连通回路;第一换热器运行时,第一截止阀、第二截止阀打开,第一旁通阀关闭;第二检修管路上设有第二旁通阀,第二旁通阀打开时,第三截止阀、第四截止阀关闭,第二换热器退出运行,此时第一换热器通过第一热介质管、第二热介质管、第二检修管路形成连通回路;第二换热器运行时,第三截止阀、第四截止阀打开,第二旁通阀关闭。

    上述方案中具体的,第一换热器以及第二换热器左右设置。

    在上述方案的基础上,进一步的,在两台独立换热器的基础上,增设第三换热器;第三换热器的介质入口处设有第五截止阀,第五截止阀通过第三热介质管接入第二热介质管;第三换热器的介质出口处设有第六截止阀,第六截止阀通过第四热介质管接入第二热介质管。

    在第三热介质管、第四热介质管之间的第二热介质管内设有第三旁通阀;当第三旁通阀打开时,第五截止阀、第六截止阀关闭,第三换热器停止运行;第三换热器运行时,第五截止阀、第六截止阀打开,第三旁通阀关闭。

    上述方案中具体的,第三换热器位于第一换热器、第二换热器上方。

    当换热器组包括4台独立换热器时,采用以下组合方案:

    换热器组包括:第一换热器、第二换热器、第三换热器以及第四换热器。第一换热器的介质入口处设有第一截止阀,第一换热器的介质出口处设有第二截止阀;第二换热器的介质入口处设有第三截止阀,第二换热器的介质出口处设有第四截止阀;第三换热器的介质入口处设有第五截止阀,第三换热器的介质出口处设有第六截止阀;第四换热器的介质入口处设有第七截止阀,第四换热器的介质出口处设有第八截止阀。

    热介质管包括:第一热介质管、第二热介质管、第三热介质管、第四热介质管;第一热介质管的管壁处设有一次侧入口、一次侧出口;第二热介质管管壁处设有二次侧出口、二次侧入口。

    第一热介质管的两端分别连接第一截止阀与第八截止阀;第二热介质管的两端分别连接第四截止阀与第五截止阀;第三热介质管的两端分别接入第一热介质管、第二热介质管;第四热介质管的两端分别接入第一热介质管、第二热介质管。

    第三热介质管的管壁侧分别连接第二截止阀、第三截止阀;第四热介质管的管壁侧分别连接第六截止阀、第七截止阀。

    在第一截止阀与第二截止阀之间的第三热介质管的管壁处设有第四旁通阀;当第四旁通阀打开时,第一截止阀、第二截止阀关闭,第一换热器退出运行;第一换热器运行时,第一截止阀、第二截止阀打开,第四旁通阀关闭。

    在第三截止阀与第四截止阀之间的第三热介质管的管壁处设有第五旁通阀;当第五旁通阀打开时,第三截止阀、第四截止阀关闭,第二换热器退出运行;第二换热器运行时,第三截止阀、第四截止阀打开,第五旁通阀关闭。

    在第五截止阀与第六截止阀之间的第四热介质管的管壁处设有第六旁通阀;当第六旁通阀打开时,第五截止阀、第六截止阀关闭,第三换热器退出运行;第三换热器加入运行时,第五截止阀、第六截止阀打开,第六旁通阀关闭。

    在第七截止阀与第八截止阀之间的第四热介质管的管壁处设有第七旁通阀;当第七旁通阀打开时,第七截止阀、第八截止阀关闭,第四换热器退出运行;第四换热器加入运行时,第七截止阀、第八截止阀打开,第七旁通阀关闭。

    上述方案中具体的,第一换热器与第二换热器上下设置,第三换热器与第四换热器上下设置;第四换热器与第一换热器左右设置,第二换热器与第三换热器左右设置。

    在上述方案的基础上,进一步的,在四台独立换热器的基础上,增设第五换热器;第五换热器的介质入口处设有第九截止阀,第九截止阀通过第五热介质管接入第二热介质管;第五换热器的介质出口处设有第十截止阀,第十截止阀通过第六热介质管接入第二热介质管。

    在第五热介质管、第六热介质管之间的第二热介质管处设有第三旁通阀;当第三旁通阀打开时,第九截止阀、第十截止阀关闭,第五换热器退出运行;第五换热器加入运行时,第九截止阀、第十截止阀打开,第三旁通阀关闭。

    上述方案中具体的,第五换热器位于第二换热器、第三换热器的上方。

    有益效果:本实用新型换热器组中的换热器以串联形式组合,不同的板式换热器可以加入或是退出热交换,使换热器组能灵活地适应和调节换热工况,有效提高板式换热器对热长度值工况的适应性。本实用新型在保持现有板式热交换器规格的前提下,有效解决了单台热交换器单通道情况下的换热能力不足,以及两侧流量差过大造成流通能力不足的问题。

    附图说明

    图1为本实用新型实施例1中的结构主视图;

    图2为图1的俯视图;

    图3为本实用新型实施例1中的结构原理示意图;

    图4为本发明实施例2中的结构原理示意图;

    图5为本发明实施例3中的结构原理示意图;

    图6为本发明实施例4中的结构原理示意图;

    图中:1-第一换热器、11-第一截止阀、12-第二截止阀、2-第二换热器、21-第三截止阀、22-第四截止阀、3-第一热介质管、31-一次侧入口、32-一次侧出口、4-第二热介质管、41-二次侧出口、42-二次侧入口、43-第三旁通阀、5-第一检修管路、51-第一旁通阀、6-第二检修管路、61-第二旁通阀、7-第三换热器、71-第五截止阀、72-第六截止阀、8-第三热介质管、81-第四旁通阀、82-第五旁通阀、9-第四热介质管、91-第六旁通阀、92-第七旁通阀、10-第四换热器、101-第七截止阀、102-第八截止阀、13-第五换热器、131-第九截止阀、132-第十截止阀、14-第五热介质管、15-第六热介质管。

    具体实施方式

    实施例1,参见附图1、2、3,一种串联板式换热器组,换热器组内的独立换热器之间通过热介质管实现串联连接;独立换热器及热介质管设有控制阀,通过操作相应的控制阀,实现任意组合的换热器运行。

    本例中,换热器组包括:第一换热器1以及第二换热器2;第一换热器1以及第二换热器2左右设置。

    第一换热器1的介质入口处设有第一截止阀11,第一换热器1的介质出口处设有第二截止阀12;第二换热器2的介质入口处设有第三截止阀21,第二换热器2的介质出口处设有第四截止阀22。

    热介质管包括:第一热介质管3以及第二热介质管4;第一热介质管3的管壁处设有一次侧入口31、一次侧出口32;第二热介质管4管壁处设有二次侧出口41、二次侧入口42。

    第一热介质管3的两端分别连接第一截止阀11以及第四截止阀22;第二热介质管4分别连接第二截止阀12以及第三截止阀21。

    在第一热介质管3与第二热介质管4之间设有第一检修管路5以及第二检修管路6;第一检修管路5上设有第一旁通阀51,第一旁通阀51打开时,第一截止阀11、第二截止阀12关闭,第一换热器1退出运行,此时第二换热器2通过第一热介质管3、第一检修管路5、第二热介质管4形成连通回路;第一换热器1运行时,第一截止阀11、第二截止阀12打开,第一旁通阀51关闭;第二检修管路6上设有第二旁通阀61,第二旁通阀61打开时,第三截止阀21、第四截止阀22关闭,第二换热器2退出运行,此时第一换热器1通过第一热介质管3、第二热介质管4、第二检修管路6形成连通回路;第二换热器2运行时,第三截止阀21、第四截止阀22打开,第二旁通阀61关闭。

    实施例2,参见附图4,在实施例1的基础上,进一步的,换热器组还包括:第三换热器7;第三换热器7位于第一换热器1、第二换热器2上方。

    第三换热器7的介质入口处设有第五截止阀71,第五截止阀71通过第三热介质管8接入第二热介质管4;第三换热器7的介质出口处设有第六截止阀72,第六截止阀72通过第四热介质管9接入第二热介质管4。

    在第三热介质管8、第四热介质管9之间的第二热介质管4内设有第三旁通阀43;当第三旁通阀43打开时,第五截止阀71、第六截止阀72关闭,第三换热器7停止运行;第三换热器7运行时,第五截止阀71、第六截止阀72打开,第三旁通阀43关闭。

    实施例3,参见附图5,一种串联板式换热器组,换热器组内的独立换热器之间通过热介质管实现串联连接;独立换热器及热介质管设有控制阀,通过操作相应的控制阀,实现任意组合的换热器运行。

    本例中,换热器组包括:第一换热器1、第二换热器2、第三换热器7以及第四换热器10。第一换热器1与第二换热器2上下设置,第三换热器7与第四换热器10上下设置;第四换热器10与第一换热器1左右设置,第二换热器2与第三换热器7左右设置。

    第一换热器1的介质入口处设有第一截止阀11,第一换热器1的介质出口处设有第二截止阀12;第二换热器2的介质入口处设有第三截止阀21,第二换热器2的介质出口处设有第四截止阀22;第三换热器7的介质入口处设有第五截止阀71,第三换热器7的介质出口处设有第六截止阀72;第四换热器10的介质入口处设有第七截止阀101,第四换热器10的介质出口处设有第八截止阀102。

    热介质管包括:第一热介质管3、第二热介质管4、第三热介质管8、第四热介质管9;第一热介质管3的管壁处设有一次侧入口31、一次侧出口32;第二热介质管4管壁处设有二次侧出口41、二次侧入口42;

    第一热介质管3的两端分别连接第一截止阀11与第八截止阀102;第二热介质管4的两端分别连接第四截止阀22与第五截止阀71;第三热介质管8的两端分别接入第一热介质管3、第二热介质管4;第四热介质管9的两端分别接入第一热介质管3、第二热介质管4。

    第三热介质管8的管壁侧分别连接第二截止阀12、第三截止阀21;第四热介质管9的管壁侧分别连接第六截止阀72、第七截止阀101。

    在第一截止阀11与第二截止阀12之间的第三热介质管8的管壁处设有第四旁通阀81;当第四旁通阀81打开时,第一截止阀11、第二截止阀12关闭,第一换热器1退出运行;第一换热器1运行时,第一截止阀11、第二截止阀12打开,第四旁通阀81关闭。

    在第三截止阀21与第四截止阀22之间的第三热介质管8的管壁处设有第五旁通阀82;当第五旁通阀82打开时,第三截止阀21、第四截止阀22关闭,第二换热器2退出运行;第二换热器2运行时,第三截止阀21、第四截止阀22打开,第五旁通阀82关闭。

    在第五截止阀71与第六截止阀72之间的第四热介质管9的管壁处设有第六旁通阀91;当第六旁通阀91打开时,第五截止阀71、第六截止阀72关闭,第三换热器7退出运行;第三换热器7加入运行时,第五截止阀71、第六截止阀72打开,第六旁通阀91关闭。

    在第七截止阀101与第八截止阀102之间的第四热介质管9的管壁处设有第七旁通阀92;当第七旁通阀92打开时,第七截止阀101、第八截止阀102关闭,第四换热器10退出运行;第四换热器10加入运行时,第七截止阀101、第八截止阀102打开,第七旁通阀92关闭。

    实施例4,参见附图6,在实施例3的基础上,进一步的,换热器组还包括:第五换热器13;第五换热器13位于第二换热器2、第三换热器7的上方。

    第五换热器13的介质入口处设有第九截止阀131,第九截止阀131通过第五热介质管14接入第二热介质管4;第五换热器13的介质出口处设有第十截止阀132,第十截止阀132通过第六热介质管15接入第二热介质管4。

    在第五热介质管14、第六热介质管15之间的第二热介质管4处设有第三旁通阀43;当第三旁通阀43打开时,第九截止阀131、第十截止阀132关闭,第五换热器13退出运行;第五换热器13加入运行时,第九截止阀131、第十截止阀132打开,第三旁通阀43关闭。

    虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述,但在本实用新型基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本实用新型要求保护的范围。


    技术特征:

    1.一种串联板式换热器组,其特征在于:所述换热器组内的独立换热器之间通过热介质管实现串联连接;所述独立换热器及所述热介质管设有控制阀,通过操作相应的控制阀,实现任意组合的换热器运行。

    2.如权利要求1所述的一种串联板式换热器组,其特征在于:所述换热器组内的独立换热器的数量为2~5个。

    3.如权利要求1或2所述的一种串联板式换热器组,其特征在于:所述换热器组包括:第一换热器(1)以及第二换热器(2);所述第一换热器(1)的介质入口处设有第一截止阀(11),所述第一换热器(1)的介质出口处设有第二截止阀(12);所述第二换热器(2)的介质入口处设有第三截止阀(21),所述第二换热器(2)的介质出口处设有第四截止阀(22);

    所述热介质管包括:第一热介质管(3)以及第二热介质管(4);所述第一热介质管(3)的管壁处设有一次侧入口(31)、一次侧出口(32);所述第二热介质管(4)管壁处设有二次侧出口(41)、二次侧入口(42);

    所述第一热介质管(3)的两端分别连接所述第一截止阀(11)以及所述第四截止阀(22);所述第二热介质管(4)分别连接所述第二截止阀(12)以及所述第三截止阀(21);

    在所述第一热介质管(3)与所述第二热介质管(4)之间设有第一检修管路(5)以及第二检修管路(6);所述第一检修管路(5)上设有第一旁通阀(51),所述第一旁通阀(51)打开时,所述第一截止阀(11)、所述第二截止阀(12)关闭,所述第一换热器(1)退出运行,此时所述第二换热器(2)通过所述第一热介质管(3)、所述第一检修管路(5)、所述第二热介质管(4)形成连通回路;所述第一换热器(1)运行时,所述第一截止阀(11)、所述第二截止阀(12)打开,所述第一旁通阀(51)关闭;所述第二检修管路(6)上设有第二旁通阀(61),所述第二旁通阀(61)打开时,所述第三截止阀(21)、所述第四截止阀(22)关闭,所述第二换热器(2)退出运行,此时所述第一换热器(1)通过所述第一热介质管(3)、所述第二热介质管(4)、所述第二检修管路(6)形成连通回路;所述第二换热器(2)运行时,所述第三截止阀(21)、所述第四截止阀(22)打开,所述第二旁通阀(61)关闭。

    4.如权利要求3所述的一种串联板式换热器组,其特征在于:所述第一换热器(1)以及所述第二换热器(2)左右设置。

    5.如权利要求4所述的一种串联板式换热器组,其特征在于:所述换热器组还包括:第三换热器(7);所述第三换热器(7)的介质入口处设有第五截止阀(71),所述第五截止阀(71)通过第三热介质管(8)接入所述第二热介质管(4);所述第三换热器(7)的介质出口处设有第六截止阀(72),所述第六截止阀(72)通过第四热介质管(9)接入所述第二热介质管(4);

    在所述第三热介质管(8)、所述第四热介质管(9)之间的所述第二热介质管(4)内设有第三旁通阀(43);当所述第三旁通阀(43)打开时,所述第五截止阀(71)、所述第六截止阀(72)关闭,所述第三换热器(7)停止运行;所述第三换热器(7)运行时,所述第五截止阀(71)、所述第六截止阀(72)打开,所述第三旁通阀(43)关闭。

    6.如权利要求5所述的一种串联板式换热器组,其特征在于:所述第三换热器(7)位于所述第一换热器(1)、所述第二换热器(2)上方。

    7.如权利要求1或2所述的一种串联板式换热器组,其特征在于:所述换热器组包括:第一换热器(1)、第二换热器(2)、第三换热器(7)以及第四换热器(10);所述第一换热器(1)的介质入口处设有第一截止阀(11),所述第一换热器(1)的介质出口处设有第二截止阀(12);所述第二换热器(2)的介质入口处设有第三截止阀(21),所述第二换热器(2)的介质出口处设有第四截止阀(22);所述第三换热器(7)的介质入口处设有第五截止阀(71),所述第三换热器(7)的介质出口处设有第六截止阀(72);所述第四换热器(10)的介质入口处设有第七截止阀(101),所述第四换热器(10)的介质出口处设有第八截止阀(102);

    所述热介质管包括:第一热介质管(3)、第二热介质管(4)、第三热介质管(8)、第四热介质管(9);所述第一热介质管(3)的管壁处设有一次侧入口(31)、一次侧出口(32);所述第二热介质管(4)管壁处设有二次侧出口(41)、二次侧入口(42);

    所述第一热介质管(3)的两端分别连接所述第一截止阀(11)与所述第八截止阀(102);所述第二热介质管(4)的两端分别连接所述第四截止阀(22)与所述第五截止阀(71);所述第三热介质管(8)的两端分别接入所述第一热介质管(3)、所述第二热介质管(4);所述第四热介质管(9)的两端分别接入所述第一热介质管(3)、所述第二热介质管(4);

    所述第三热介质管(8)的管壁侧分别连接所述第二截止阀(12)、所述第三截止阀(21);所述第四热介质管(9)的管壁侧分别连接所述第六截止阀(72)、所述第七截止阀(101);

    在所述第一截止阀(11)与所述第二截止阀(12)之间的所述第三热介质管(8)的管壁处设有第四旁通阀(81);当所述第四旁通阀(81)打开时,所述第一截止阀(11)、所述第二截止阀(12)关闭,所述第一换热器(1)退出运行;所述第一换热器(1)运行时,所述第一截止阀(11)、所述第二截止阀(12)打开,所述第四旁通阀(81)关闭;

    在所述第三截止阀(21)与所述第四截止阀(22)之间的所述第三热介质管(8)的管壁处设有第五旁通阀(82);当所述第五旁通阀(82)打开时,所述第三截止阀(21)、所述第四截止阀(22)关闭,所述第二换热器(2)退出运行;所述第二换热器(2)运行时,所述第三截止阀(21)、所述第四截止阀(22)打开,所述第五旁通阀(82)关闭;

    在所述第五截止阀(71)与所述第六截止阀(72)之间的所述第四热介质管(9)的管壁处设有第六旁通阀(91);当所述第六旁通阀(91)打开时,所述第五截止阀(71)、所述第六截止阀(72)关闭,所述第三换热器(7)退出运行;所述第三换热器(7)加入运行时,所述第五截止阀(71)、所述第六截止阀(72)打开,所述第六旁通阀(91)关闭;

    在所述第七截止阀(101)与所述第八截止阀(102)之间的所述第四热介质管(9)的管壁处设有第七旁通阀(92);当所述第七旁通阀(92)打开时,所述第七截止阀(101)、所述第八截止阀(102)关闭,所述第四换热器(10)退出运行;所述第四换热器(10)加入运行时,所述第七截止阀(101)、所述第八截止阀(102)打开,所述第七旁通阀(92)关闭。

    8.如权利要求7所述的一种串联板式换热器组,其特征在于:所述第一换热器(1)与所述第二换热器(2)上下设置,所述第三换热器(7)与所述第四换热器(10)上下设置;所述第四换热器(10)与所述第一换热器(1)左右设置,所述第二换热器(2)与所述第三换热器(7)左右设置。

    9.如权利要求8所述的一种串联板式换热器组,其特征在于:所述换热器组还包括:第五换热器(13);所述第五换热器(13)的介质入口处设有第九截止阀(131),所述第九截止阀(131)通过第五热介质管(14)接入所述第二热介质管(4);所述第五换热器(13)的介质出口处设有第十截止阀(132),所述第十截止阀(132)通过第六热介质管(15)接入所述第二热介质管(4);

    在所述第五热介质管(14)、所述第六热介质管(15)之间的所述第二热介质管(4)处设有第三旁通阀(43);当所述第三旁通阀(43)打开时,所述第九截止阀(131)、所述第十截止阀(132)关闭,所述第五换热器(13)退出运行;所述第五换热器(13)加入运行时,所述第九截止阀(131)、所述第十截止阀(132)打开,所述第三旁通阀(43)关闭。

    10.如权利要求9所述的一种串联板式换热器组,其特征在于:所述第五换热器(13)位于所述第二换热器(2)、所述第三换热器(7)的上方。

    技术总结
    本实用新型涉及换热器技术领域,特别涉及一种换热器组。一种串联板式换热器组,换热器组内的独立换热器之间通过热介质管实现串联连接;独立换热器及热介质管设有控制阀,通过操作相应的控制阀,实现任意组合的换热器运行。本实用新型换热器组中不同的板式换热器可以加入或是退出热交换,使换热器组能灵活地适应和调节换热工况,有效提高板式换热器对热长度值工况的适应性。本实用新型在保持现有板式热交换器规格的前提下,有效解决了单台热交换器单通道情况下的换热能力不足,以及两侧流量差过大造成流通能力不足的问题。

    技术研发人员:吴兆琪;吴军;康凯
    受保护的技术使用者:北京桑德斯能源技术有限公司
    技术研发日:2020.06.19
    技术公布日:2021.03.12

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