可控温自冷却保护高温u型管蒸发器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及可控温自冷却保护高温U型管蒸发器。
【背景技术】
[0002]随着国家环保要求的提高，能源的回收利用越来越受到重视，但高温或超高温带压介质的能量回收较为困难，主要受制于材料在高温环境中承压能力，特别是普通金属材料在温度超过500°C以上时，其设计许用应力仅为常温时的1/3，当高温介质压力较高时，换热设备用材计算厚度非常厚，有时会超出现有材料生产能力，且高温会引起较大的膨胀应力，造成换热设备结构设计无法实现。
【发明内容】
[0003]为了实现上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种可控温自冷却保护高温
U型管蒸发器。
[0004]本发明的技术方案是:可控温自冷却保护高温U型管蒸发器，所述蒸发器包括管程筒体12、壳程筒体7和管板3，管板3将管程筒体12和壳程筒体7分割开，管板3 —端连接管程筒体12，管板3另一端连接壳程筒体7 ;管程筒体内设有中心调节阀11和双侧调节阀2和导流管10 ;壳程筒体7内设有U型换热器5，U型管换热器为中心向四周发散形布置。
[0005]蒸发器高温介质从壳程入口 9进入导流管10，导流管10连有三通，高温介质在三通处可向两个方向分流，一端连接U型换热管5，另一端流向中心调节阀11 ;正常工作时中心调节阀11为关闭状态，高温介质全部从U型换热管5通过进行换热，降温后的管程介质从分布在管板3四周的U型换热管5出口流出，低温管程介质继续通过双侧调节阀2 ;正常工作时双侧调节阀为完全开启状态，出U型换热管5低温介质对管程筒体12进行低温保护，最后从管程出口 I流出蒸发器。
[0006]当设备换热负荷降低时，中心调节阀11根据控温要求部分开启，将部分高温介质直接分流不进行换热，双侧调节阀2与中心调节阀11互为垂直布置，即中心调节阀11逐渐开启时，双侧调节阀2逐渐关闭，另一部分高温介质经U型换热管5进行换热，降温后的管程介质与分流的部分未降温管程介质进行混合，混合后的管程介质温度达到所需的控温要求温度范围，根据该控温原理，当换热负荷逐渐降低时，从中心调节阀11分流到筒体12的高温介质占总流量比例逐步提高，从中心调节阀11分流到U型换热器的高温介质占总流量比例逐步降低。
[0007]U型换热管5入口处设有保护套管4，保护套管4外侧设有绝热陶瓷纤维，同时U型换热管5入口端管板3表面涂敷隔热衬里材料。
[0008]低温壳程介质从壳程入口 8进入壳程筒体7，与U型换热管5内的管程高温介质进行换热，吸热壳程介质从壳程出口 6流出蒸发器。
[0009]本发明还具有如下有益效果:
1、该蒸发器采用U型管，避免了设备因换热管的膨胀而导致的局部应力损坏； 2、换热管入口端涂敷耐热材料和设置保护套管，避免管板受高温介质损坏；
3、U型换热管中心向四周发散式布置，管板在周向受热均匀，避免管板受热不均引起局部应力损坏；
4、U型管出口布置在四周，降温后的低温管程介质对管程筒体进行低温保护；
5、管程内设置控温调节阀，适应不同换热负荷下保持蒸发器管程出口温度。
【附图说明】
[0010]图1为可控温自冷却保护高温U型管蒸发器示意图。
[0011]图2 U型换热管入口保护套管局部放大图。
[0012]附图标记说明:管程出口 1、双侧调节阀2、管板3、保护套管4、U型换热管5、壳程出口 6、壳程筒体7、壳程入口 8、壳程入口 9、导流管10、中心调节阀11、管程筒体12。
【具体实施方式】
[0013]为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例
[0014]蒸发器高温介质从壳程入口 9进入导流管10，导流管10材料为耐高温、耐腐蚀不锈钢或镍基材料，导流管10连有三通，高温介质在三通处可向两个方向分流，一端连接U型换热管5，另一端流向中心调节阀11。正常工作时中心调节阀11为关闭状态，高温介质全部从U型换热管5通过进行换热，降温后的管程介质从分布在管板3四周的U型换热管5出口流出，即进入管板3左侧的管程筒体12内，低温管程介质继续通过双侧调节阀2，正常工作时双侧调节阀为完全开启状态，出U型换热管5低温介质对管程筒体12进行低温保护，最后从管程出口 I流出蒸发器(双侧调节阀2将管程筒体12分割成两个腔体)。当设备换热负荷降低时，设备换热面积富余量较大，中心调节阀11根据控温要求部分开启，将部分高温介质直接分流不进行换热，双侧调节阀2与中心调节阀11互为垂直布置(即中心调节阀11逐渐开启时，双侧调节阀2逐渐关闭)，另一部分高温介质经U型换热管5进行换热，降温后的管程介质与分流的部分未降温管程介质进行混合，混合后的管程介质温度达到所需的控温要求温度范围，根据该控温原理，当换热负荷逐渐降低时，从中心调节阀11分流到筒体12的高温介质占总流量比例逐步提高，从中心调节阀11分流到U型换热器的高温介质占总流量比例逐步降低。U型换热管5入口处设有保护套管4，保护套管4外侧设有绝热陶瓷纤维，同时U型换热管5入口端管板3表面涂敷隔热衬里材料，绝热材料的作用是隔绝高温管程高温介质对管板的损坏。
[0015]低温壳程介质从壳程入口 8进入壳程筒体7，与U型换热管5内的管程高温介质进行换热，吸热壳程介质从壳程出口 6流出蒸发器。
[0016]图2为换热管入口保护套管结构局部示意图，入口保护套管4插入U型换热管5入口处，在入口保护套管4外壁包裹陶瓷纤维等绝热材料，避免高温管程介质对管板3和换热管5产生热应力损坏，同时避免在管板3和换热管5入口端产生膜状沸腾而造成设备的损坏，保护套管4喇叭口设计降低管程介质流进保护套管4时入口局部阻力。
【主权项】
1.可控温自冷却保护高温U型管蒸发器，其特征在于:所述蒸发器包括管程筒体(12)、壳程筒体(7)和管板(3)，管板(3)将管程筒体(12)和壳程筒体(7)分割开，管板(3) —端连接管程筒体(12)，管板(3)另一端连接壳程筒体(7);管程筒体内设有中心调节阀(11)和双侧调节阀(2)和导流管(10);壳程筒体(7)内设有U型换热器(5)，U型管换热器为中心向四周发散形布置。2.根据权利要求1所述的可控温自冷却保护高温U型管蒸发器，其特征在于:蒸发器高温介质从壳程入口(9)进入导流管(10)，导流管(10)连有三通，高温介质在三通处可向两个方向分流，一端连接U型换热管(5)，另一端流向中心调节阀(11);正常工作时中心调节阀(11)为关闭状态，高温介质全部从U型换热管(5)通过进行换热，降温后的管程介质从分布在管板(3)四周的U型换热管(5)出口流出，低温管程介质继续通过双侧调节阀(2);正常工作时双侧调节阀为完全开启状态，出U型换热管(5)低温介质对管程筒体(12)进行低温保护，最后从管程出口(I)流出蒸发器。3.根据权利要求2所述的可控温自冷却保护高温U型管蒸发器，其特征在于:当设备换热负荷降低时，中心调节阀(11)根据控温要求部分开启，将部分高温介质直接分流不进行换热，双侧调节阀(2)与中心调节阀(11)互为垂直布置，即中心调节阀(11)逐渐开启时，双侧调节阀(2)逐渐关闭，另一部分高温介质经U型换热管(5)进行换热，降温后的管程介质与分流的部分未降温管程介质进行混合，混合后的管程介质温度达到所需的控温要求温度范围，根据该控温原理，当换热负荷逐渐降低时，从中心调节阀(11)分流到管程筒体(12)的高温介质占总流量比例逐步提高，从中心调节阀(11)分流到U型换热器的高温介质占总流量比例逐步降低。4.根据权利要求1-3之一所述的可控温自冷却保护高温U型管蒸发器，其特征在于:U型换热管(5)入口处设有保护套管(4)，保护套管(4)外侧设有绝热陶瓷纤维，同时U型换热管(5)入口端管板(3)表面涂敷隔热衬里材料。5.根据权利要求1-3之一所述的可控温自冷却保护高温U型管蒸发器，其特征在于:低温壳程介质从壳程入口(8)进入壳程筒体(7)，与U型换热管(5)内的管程高温介质进行换热，吸热壳程介质从壳程出口(6)流出蒸发器。
【专利摘要】本发明公开了可控温自冷却保护高温U型管蒸发器，蒸发器包括管程筒体12、壳程筒体7和管板3，管板3将管程筒体12和壳程筒体7分割开，管板3一端连接管程筒体12，管板3另一端连接壳程筒体7；管程筒体内设有中心调节阀11和双侧调节阀2和导流管10；壳程筒体7内设有U型换热器5，U型管换热器为中心向四周发散形布置。避免了设备因换热管的膨胀而导致的局部应力损坏。
【IPC分类】F28D7/06, F28F27/00
【公开号】CN105202949
【申请号】CN201510666260
【发明人】江晶亮, 朱玲雯, 亓安芳
【申请人】上海锅炉厂有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月15日