本发明涉及一种换热器，特别是用于高温蒸汽加热熔盐的一种三段式均流换热器。
背景技术：
1、换热器是用来使热量从热流体传递到冷流体、以满足规定的工艺要求的装置，是对流传热以及热传导的一种工业应用。换热器在化工、石油、动力、食品及其他许多工业生产中占有重要地位。
2、现有的发卡式换热器，包括u形外壳、固连于u形外壳前端的高温段管板、固连于u形外壳后端的低温段管板，数根u形换热管的前后端分别穿过高温段管板和低温段管板并固连，u形外壳的后侧连有介质进口，u形外壳的前侧连有介质出口；使用时，冷、热介质分别流经换热管的内、外壁，并通过换热管壁进行热量交换。hitec三元盐（kno3-nano2-nano3(53%-40%-7%)）是一种被广泛应用于工业领域的低熔点熔盐，由于其优秀的储能特性，近来被作为火电站储能调峰的储热、传热工质，在发电蒸汽有富余的工况下，通过抽取锅炉主蒸汽、热再蒸汽等热源加热熔盐介质并储存，待发电高峰期间通过释放熔盐储存的热量供热，使锅炉主汽能够全部用于发电。储能调峰可以显著提高电站的经济性，进一步满足电网负荷变动和外部供热需求。hitec熔盐的凝固温度和分解温度较低，因此对其使用温度有严格限制。hitec三元盐的析晶温度为142℃，分解温度为454℃，由于其成分中的nano2易氧化，将导致其凝固点进一步上升，因此工程上此种熔盐介质通常的使用温度为190℃-450℃，一旦超过450℃便将发生化学分解生成氮氧化物的风险，氮氧化物通常以气体形式存在且毒性相对于换热熔盐大幅提升，将对设备、系统的安全性带来极大影响；综上，当使用hitec熔盐作储换热介质时，需要保证熔盐介质温度低于其分解温度，保证系统安全。
3、在燃煤电站储能调峰项目中，用于加热熔盐的高温高压蒸汽通常是主蒸汽、热再蒸汽，温度约为560℃。从换热器设计角度，低温低压的熔盐介质宜走换热器壳程以降低设备成本，但是熔盐在壳侧大空间内的流动速度难以增加，导致换热管壁温更接近管内蒸汽温度，并且熔盐在壳侧折流时容易形成流动死区，局部流动速度较低或产生流动旋涡，导致与熔盐介质接触的换热管外表面局部超温。因此，如何提高熔盐流动速度以及保证熔盐的流动均匀是保证换热器正常工作和整个系统工作介质安全的关键。常规的技术方案采用在外壳内设置折流板，但无法解决壳侧介质流动死区问题；另一种折流杆式换热器虽然能保证熔盐流动均匀，但对比管内介质而言，相对流动速度难以提高，导致换热管壁温接近管内高温介质温度，难以保证熔盐介质温度低于其分解温度；还有一种螺旋折流式换热器流动较均匀，但制造难度非常大，难以保证制造精度，实际产品在运行状态下可能存在超温风险。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种三段式均流换热器，它既能在高温段有效避免熔盐形成流动死区，保证熔盐均匀流动，可提高熔盐的流动速度，且在低温段减小换热面积，提高经济性，并全程提高换热系数，可保证熔盐始终低于其分解温度，保证系统安全。
2、为了达到上述目的，本发明的一种三段式均流换热器，包括u形外壳、固连于u形外壳前端的高温段管板、固连于u形外壳后端的低温段管板，数根u形换热管的前后端分别穿过高温段管板和低温段管板并固连，u形外壳的后侧连有介质进口，u形外壳的前侧连有介质出口；其特征在于：在邻近高温段管板的u形外壳内设有内管板，所有u形换热管的一端均穿过内管板，在内管板与u形外壳的弯头段之间的每根u形换热管外均间隙的套有套管，各套管的一端均穿过内管板并固连，各套管均穿过一块以上的支撑板并固连，套于所有套管外的导流筒的前端与内管板后端固连，导流筒的后端与介质出口后侧的u形外壳内壁固连；在低温段管板与u形外壳的弯头段之间的u形外壳内设有数块折流板，相邻两折流板相反的一侧与u形外壳内壁固连。
3、本发明使用时，低温熔盐走壳程，高温蒸汽走管程；高温段管板与u形外壳的弯头段之间的每根u形换热管内的蒸汽温度处于高温阶段，此段u形换热管外均套有套管，熔盐在套管与换热管之间纵向流动，换热过程中无局部阻力影响，不存在流动死区现象，保证熔盐均匀流动，可提高熔盐的流动速度，加上与内管板固连的导流筒利于及时排出熔盐，可避免靠近高温段管板处的熔盐因流动缓慢而超温，利于提高换热系数，可保证熔盐始终低于其分解温度，保证系统安全；在弯头段、低温段管板与弯头段之间对应的u形换热管内的蒸汽温度有所下降、低于熔盐分解温度，在低温段u形外壳内通过数块折流板实现熔盐的折流、以提高熔盐流速，保证换热效果，可减小换热面积，提高经济性；
4、作为本发明的进一步改进，所述各套管内的u形换热管外壁均间隔的固连有数个支撑条，各支撑条在u形换热管的圆周上交错布置并与外侧的套管内壁呈间隙设置；各支撑条可防止u形换热管与外侧的套管内壁接触，保证熔盐流动的顺畅性，同时避免换热管与套管直接接触发生热传导，避免管壁超温；
5、作为本发明的进一步改进，在所述各u形换热管前端前方的高温段管板内固设有隔热均流板，隔热均流板固设有数个进汽孔及与各进汽孔对应的数个进汽管，各进汽管位于各自对应的u形换热管前侧；通过隔热均流板及各进汽管可减少高动量蒸汽介质对换热管、管板间焊缝的冲击，并均衡进入各换热管的流量；
6、作为本发明的进一步改进，所述内管板的外圆通过支撑孔板与u形外壳内壁相连；可提高内管板的稳固性；
7、作为本发明的进一步改进，所述内管板的前端面为倾斜面，从其邻近介质出口的一端逐渐向导流筒的后端方向倾斜；可减小介质出口上下端流动的阻力差，保证熔盐流动均匀；
8、综上所述，本发明既能在高温段有效避免熔盐形成流动死区，保证熔盐均匀流动，可提高熔盐的流动速度，且在低温段减小换热面积，提高经济性，并全程提高换热系数，可保证熔盐始终低于其分解温度，保证系统安全。
1.一种三段式均流换热器，包括u形外壳、固连于u形外壳前端的高温段管板、固连于u形外壳后端的低温段管板，数根u形换热管的前后端分别穿过高温段管板和低温段管板并固连，u形外壳的后侧连有介质进口，u形外壳的前侧连有介质出口；其特征在于：在邻近高温段管板的u形外壳内设有内管板，所有u形换热管的一端均穿过内管板，在内管板与u形外壳的弯头段之间的每根u形换热管外均间隙的套有套管，各套管的一端均穿过内管板并固连，各套管均穿过一块以上的支撑板并固连，套于所有套管外的导流筒的前端与内管板后端固连，导流筒的后端与介质出口后侧的u形外壳内壁固连；在低温段管板与u形外壳的弯头段之间的u形外壳内设有数块折流板。
2.如权利要求1所述的一种三段式均流换热器，其特征在于：所述各套管内的u形换热管外壁均间隔的固连有数个支撑条，各支撑条在u形换热管的圆周上交错布置并与外侧的套管内壁呈间隙设置。
3.如权利要求1或2 所述的一种三段式均流换热器，其特征在于：在所述各u形换热管前端前方的高温段管板内固设有隔热均流板，隔热均流板固设有数个进汽孔及与各进汽孔对应的数个进汽管，各进汽管位于各自对应的u形换热管前侧。
4.如权利要求3所述的一种三段式均流换热器，其特征在于：所述内管板的外圆通过支撑孔板与u形外壳内壁相连。
5.如权利要求1至4任一所述的一种三段式均流换热器，其特征在于：所述内管板的前端面为倾斜面，从其邻近介质出口的一端逐渐向导流筒的后端方向倾斜。
