换热器的制作方法

本实用新型涉及化工领域，尤其涉及一种换热器。

背景技术：

在化工生产中，常需要对反应器进料进行预热，以达到反应所需温度，也需要对反应器出料进行降温，便于对反应器出料进行后续操作。基于此，为了实现热量的充分利用，常通过换热器实现两种有温差的物料之间的热量交换。

目前，如图1所示，换热器包括壳体100、管箱101、上管板102、下管板103、换热管104和膨胀节105。管箱101的上端设置有第一物料进口107，管箱101的下端与壳体100的上端连接，壳体100的下端设置有第一物料出口106，壳体100的上端的侧壁上设置有第二物料出口108，壳体100的下端的侧壁上设置有第二物料进口109，第二物料进口109与第二物料出口108连通。换热管104竖直设置在壳体100内，换热管104的上端与上管板102连接，换热管104的下端与下管板103连接，上管板102的边缘和下管板103的边缘均与壳体100的内壁连接，第一物料进口107通过换热管104和第一物料出口106连通。膨胀节105的两端与壳体100的横断截面连接，以减少热应力。当从第一物料进口107通入第一物料，从第二物料进口109通入第二物料时，第一物料可以流经换热管104之后，从第一物料出口106流出，第二物料可以在壳体100内位于换热管104以外的空间内流动，最后经过第二物料出口108流出。第一物料和第二物料在流动过程中，通过换热管104的管壁进行热量交换。

然而，由于壳体100直径较大，当膨胀节105的两端与壳体100的横断截面连接时，膨胀节105的直径需要设置足够大，很不经济。并且，膨胀节105与壳体100的连接点较为薄弱，壳体100内的物料容易从连接点处泄漏，当泄漏的物料为高危险性物料时，容易引发安全事故。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种换热器，可以解决相关技术中换热代价高且容易引发安全事故的问题。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种换热器，所述换热器包括：壳体、管箱、上管板、下管板、换热管、单程内浮头和膨胀节；

所述管箱的上端设置有第一物料进口，所述管箱的下端与所述壳体的上端连接，所述壳体的下端设置有第一物料出口，所述壳体的上端的侧壁上设置有第二物料出口，所述壳体的下端的侧壁上设置有第二物料进口，所述第二物料进口与所述第二物料出口连通；

所述换热管竖直设置在所述壳体内，所述换热管的上端穿过所述上管板并与所述上管板连接，所述换热管的下端穿过所述下管板并与所述下管板连接，所述上管板的边缘与所述壳体的上端的内壁连接，所述下管板、所述单程内浮头和所述膨胀节均位于所述壳体内，所述下管板的下板面与所述单程内浮头的上端连接，所述单程内浮头的下端与所述膨胀节的上端连接，所述膨胀节的下端与所述第一物料出口处的接管连接，所述第一物料进口通过所述换热管、所述单程内浮头的内腔、所述膨胀节的内腔与所述第一物料出口连通。

可选地，所述换热器还包括：折流板；

所述折流板的一部分边缘与所述壳体的内壁连接，所述折流板的另一部分边缘与所述壳体的内壁之间存在间隙，所述换热管竖直穿过所述折流板。

可选地，所述折流板的数量为至少一个。

可选地，当所述折流板的数量为一个时，所述换热器还包括：定距管和拉杆；

所述拉杆竖直穿过所述折流板，所述拉杆的上端与所述上管板连接，所述拉杆的下端与所述折流板连接；

所述定距管套设在所述拉杆上，且所述定距管位于所述上管板与所述折流板之间，所述定距管和所述拉杆用于固定所述折流板的位置。

可选地，当所述折流板的数量为多个时，所述换热器还包括：多个定距管和拉杆；

所述拉杆竖直穿过多个折流板，所述拉杆的上端与所述上管板连接，所述拉杆的下端与所述多个折流板中位于最下面的折流板连接；

所述多个定距管均套设在所述拉杆上，所述多个定距管中的一个定距管设置在所述上管板与所述多个折流板中位于最上面的折流板之间，所述多个定距管中的剩余定距管设置在所述多个折流板中每两个相邻折流板之间，所述拉杆和所述多个定距管用于固定所述多个折流板的位置。

可选地，所述换热器还包括：抗声振板；

所述抗声振板穿过所述折流板并与所述折流板连接，所述抗声振板的上端与所述上管板的下板面连接，所述抗声振板的数量为至少一个。

可选地，所述管箱的侧壁上设置有第一人孔，所述第一人孔是检修所述换热器时的人员入口。

可选地，所述壳体的下端的侧壁上设置有第二人孔，所述第二人孔是检修所述换热器时的人员入口。

可选地，所述换热器还包括：支耳；

所述支耳设置在所述壳体的中部的外壁上，所述支耳用于支撑所述换热器。

可选地，所述换热器还包括：尾耳和轴耳；

所述尾耳设置在所述壳体的下端的外壁上，所述轴耳设置在所述壳体的上端的外壁上，所述尾耳和所述轴耳用于配合起吊钩起吊所述换热器。

本实用新型提供的技术方案至少可以带来以下有益效果：本实用新型实施例中，从第一物料进口通入第一物料，从第二物料进口通入第二物料。第一物料可以流经换热管、单程内浮头和膨胀节之后，从第一物料出口流出，第二物料可以在壳体内位于换热管以外的空间内流动，最后经过第二物料出口流出。第一物料和第二物料在流动过程中，通过换热管的管壁进行热量交换。由于膨胀节位于壳体内，所以膨胀节的尺寸可以设置的较小，从而可以降低膨胀节的加工难度和生产费用。且由于单程内浮头和膨胀节均位于壳体内来减少热应力，所以即便膨胀节处存在连接薄弱点，第一物料和第二物料也始终在壳体内，不会从壳体内泄漏出去，从而避免了安全事故的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是现有技术提供的一种换热器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的第一种换热器的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的第二种换热器的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的第三种换热器的结构示意图。

附图标记：

相关技术：

100：壳体，101：管箱，102：上管板，103：下管板，104：换热管，105：膨胀节，106：第一物料出口，107：第一物料进口，108：第二物料出口，109：第二物料进口。

本实用新型实施例：

01：壳体，02：管箱，03：上管板，04：下管板，05：换热管，06：单程内浮头，07：膨胀节，08：折流板，09：定距管，10：拉杆，11：抗声振板，12：支耳，13：尾耳，14：轴耳，011：第一物料出口，012：第二物料出口，013：第二物料进口，014：第二人孔，021：第一物料进口，022：第一人孔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

图2是本实用新型实施例提供的一种换热器的结构示意图，如图2所示，该换热器包括：壳体01、管箱02、上管板03、下管板04、换热管05、单程内浮头06和膨胀节07。

管箱02的上端设置有第一物料进口021，管箱02的下端与壳体01的上端连接，壳体01的下端设置有第一物料出口011，壳体01的上端的侧壁上设置有第二物料出口012，壳体01的下端的侧壁上设置有第二物料进口013，第二物料进口013与第二物料出口012连通；换热管05竖直设置在壳体01内，换热管05的上端穿过上管板03并与上管板03连接，换热管05的下端穿过下管板04并与下管板04连接，上管板03的边缘与壳体01的上端的内壁连接，下管板04、单程内浮头06和膨胀节07均位于壳体01内，下管板04的下板面与单程内浮头06的上端连接，单程内浮头06的下端与膨胀节07的上端连接，膨胀节07的下端与第一物料出口011处的接管连接，第一物料进口021通过换热管05、单程内浮头06的内腔、膨胀节07的内腔与第一物料出口011连通。

需要说明的是，管箱02的下端与壳体01的上端之间的连接方式可以是焊接等。第一物料进口021、第一物料出口011、第二物料进口013和第二物料出口012的大小可以根据实际需要来设置，本实用新型实施例对此不做具体限定。

另外，换热管05可以为第一物料提供流通通道，第一物料和第二物料通过换热管05的管壁进行热量交换。换热管05的长度可以根据上管板03与下管板04的间距来设置。换热管05的数量可以为一个或多个，当换热管05的数量为多个时，多个换热管05平行且均竖直位于壳体01内，该多个换热管05中的每个换热管05的上端均穿过上管板03并与上管板03连接，每个换热管05的下端均穿过下管板04并与下管板04连接。其中，换热管05与在上管板03、下管板04的连接方式为焊接。

值得注意的是，换热管05的上端穿过上管板03，且换热管05的上端与管箱02的内腔连通，换热管05的下端穿过下管板04，且换热管05的下端与单程内浮头06的内腔连通。这样，第一物料从第一物料进口021通入管箱02的内腔中之后，可以从换热管05的上端进入换热管05，之后从换热管05的下端流出至单程内浮头06的内腔，最后经过膨胀节07的内腔从第一物料出口011流出。

再者，上管板03的横截面的形状和下管板04的横截面的形状均可以根据壳体01的内腔形状来设置，例如，当壳体01的内腔形状为圆形时，上管板03的横截面的形状和下管板04的横截面的形状均是圆形。上管板03的边缘与壳体01的上端的内壁之间的连接方式可以是焊接。下管板04的横截面的尺寸可以略小于壳体01的内径，下管板04的边缘可以恰好与壳体01的下端的内壁接触。单程内浮头06的横截面的尺寸和膨胀节07的横截面的尺寸均可以小于壳体01的内径，下管板04的下板面与单程内浮头06的上端之间的连接方式可以是焊接。单程内浮头06的下端与膨胀节07的上端之间的连接方式可以是法兰连接。膨胀节07的下端与第一物料出口011处的接管之间的连接方式可以是法兰连接。

当换热管05因膨胀具有较大热应力时，换热管05的下端将推动下管板04在壳体01内向下移动，下管板04向下移动时会带动单程内浮头06向下移动。由于单程内浮头06和膨胀节07连接，而膨胀节07具有减小热应力的作用，所以单程内浮头06向下的移动量将在膨胀节07处吸收，从而利于换热管05上热应力的释放。

本实用新型实施例中，从第一物料进口021通入第一物料，从第二物料进口013通入第二物料。第一物料可以流经换热管05、单程内浮头06和膨胀节07之后，从第一物料出口011流出，第二物料可以在壳体01内位于换热管05以外的空间内流动，最后经过第二物料出口012流出。第一物料和第二物料在流动过程中，通过换热管05的管壁进行热量交换。由于膨胀节07位于壳体01内，所以膨胀节07的尺寸可以设置的较小，从而可以降低膨胀节07的加工难度和生产费用。且由于单程内浮头06和膨胀节07均位于壳体01内来减少热应力，所以即便膨胀节07处存在连接薄弱点，第一物料和第二物料也始终在壳体01内，不会从壳体01内泄漏出去，从而避免了安全事故的发生。

在一些实施例中，如图3和图4所示，该换热器还可以包括：折流板08。折流板08的一部分边缘与壳体01的内壁连接，折流板08的另一部分边缘与壳体01的内壁之间存在间隙，换热管05竖直穿过折流板08。

需要说明的是，折流板08水平设置在壳体01内，用于改变第二物料在壳体01内的流动方向。折流板08的形状可以是规则的，也可以是不规则的。折流板08的尺寸可以小于壳体01的内径，只要保证折流板08的一部分边缘与壳体01的内壁连接时，折流板08的另一部分边缘与壳体01的内壁之间存在间隙即可。其中，折流板08的一部分边缘与壳体01的内壁之间的连接方式可以是焊接。

另外，在一种可能的结构中，如图3所示，折流板08的数量可以是一个。这个折流板08在壳体01内所处位置可以是第二物料进口013和第二物料出口012之间的任意位置，只要能起到改变第二物料在壳体01内的流动方向的作用即可。这个折流板08的板面上设置有第一通孔，且第一通孔的数量与换热管05的数量相等。例如，当换热管05的数量为一个时，第一通孔的数量为一个，这个换热管05竖直穿过第一通孔；当换热管05的数量为多个时，第一通孔的数量为多个，该多个换热管05一一竖直穿过该多个第一通孔。

在另一种可能的结构中，如图4所示，折流板08的数量还可以是多个。该多个折流板08可以位于壳体01内第二物料进口013和第二物料出口012之间的不同位置处，且该多个折流板08与壳体01的内壁的连接点可以不在一条竖线上。这样，第二物料在壳体01内需要多次改变流动方向之后才可以从第二物料出口012流出，增加了第二物料与第一物料在换热管05的管壁上的换热几率，提高了换热效率。另外，多个折流板08中每个折流板08的板面上均设置有第二通孔，且第二通孔的数量与换热管05的数量相等。例如，当换热管05的数量为一个时，每个折流板08上的第二通孔的数量为一个，这个换热管05竖直依次穿过每个折流板08上的第二通孔；当换热管05的数量为多个时，每个折流板08上的第二通孔的数量为多个，该多个换热管05一一竖直依次穿过每个折流板08上的第二通孔。

值得说明的是，在壳体01内第二物料进口013和第二物料出口012之间设置折流板08，折流板08的一部分边缘与壳体01的内壁连接，折流板08的另一部分边缘与壳体01的内壁之间存在间隙，换热管05竖直穿过折流板08。这样，从第二物料进口013进入壳体01内的第二物料，会先在壳体01内折流板08以下的空间中流动，当流动至接触折流板08的下板面时，第二物料将不能穿过折流板08继续向上流动，只能绕过折流板08，从折流板08与壳体01的内壁之间的间隙继续向上流动，之后从第二物料出口012流出。折流板08在第二物料绕过折流板08继续流动的过程中起到了改变第二物料流动方向的作用，延长了第二物料在壳体01内的流动时间，使得第二物料与第一物料在换热管05的管壁上进行热量交换的时间延长，从而提高了换热效率。

为了进一步固定折流板08在壳体01内的位置，以使折流板08很好发挥作用，在一种可能的结构中，如图3所示，当折流板08的数量为一个时，该换热器还可以包括：定距管09和拉杆10。拉杆10竖直穿过折流板08，拉杆10的上端与上管板03连接，拉杆10的下端与折流板08连接；定距管09套设在拉杆10上，且定距管09位于上管板03与折流板08之间，定距管09和拉杆10用于固定折流板08的位置。

需要说明的是，这个折流板08上可以设置有第三通孔，拉杆10竖直穿过这个折流板08上的第三通孔。拉杆10的上端与上管板03之间的连接方式可以为螺纹连接，拉杆10的下端与折流板08之间的连接方式可以为螺纹连接、焊接等。

另外，定距管09的结构可以是空心柱状体结构。定距管09的内径可以略大于拉杆10的直径，只要保证定距管09恰好可以套设在拉杆10上即可。定距管09的高度可以略小于上管板03与折流板08的间距，只要保证定距管09套在拉杆10上之后恰好可以位于上管板03与折流板08之间即可。

值得说明的是，拉杆10竖直穿过折流板08之后，拉杆10的两端分别与上管板03和折流板08连接，这样，折流板08在水平方向上的位置将被固定。定距管09套设在拉杆10上，且位于上管板03与折流板08之间，这样，折流板08在竖直方向上的位置将被固定。这种情况下，不论第二物料在从第二物料进口013向第二物料出口012流动的过程中如何碰击折流板08，均不会改变折流板08在壳体01内的位置。

在另一种可能的结构中，如图4所示，当折流板08的数量为多个时，该换热器还可以包括：多个定距管09和拉杆10。拉杆10竖直穿过多个折流板08，拉杆10的上端与上管板03连接，拉杆10的下端与多个折流板08中位于最下面的折流板08连接；多个定距管09均套设在拉杆10上，多个定距管09中的一个定距管09设置在上管板03与多个折流板08中位于最上面的折流板08之间，多个定距管09中的剩余定距管09设置在折流板08中每两个相邻折流板08之间，拉杆10和多个定距管09用于固定多个折流板08的位置。

需要说明的是，该多个折流板08中每个折流板08上可以设置有第四通孔，拉杆10竖直依次穿过每个折流板08上的第四通孔，以固定该多个折流板08在水平方向上的位置。拉杆10的上端与上管板03之间的连接方式可以为螺纹连接，拉杆10的下端与该多个折流板08中位于最下面的折流板08之间的连接方式可以为螺纹连接、焊接等。

另外，该多个定距管09套设在拉杆10上的不同位置处。其中，该多个定距管09中的一个定距管09位于上管板03与该多个折流板08中位于最上面的折流板08之间，该多个定距管09中的剩余定距管09位于该多个折流板08中每两个相邻折流板08之间，以固定该多个折流板08在竖直方向上的位置。

在一些实施例中，如图3和图4所示，该换热器还可以包括：抗声振板11。抗声振板11穿过折流板08并与折流板08连接，抗声振板11的上端与上管板03的下板面连接，抗声振板11的数量为至少一个。

换热器中壳体01的内径一般较大，第二物料在壳体01内流动时会与壳体01的内壁以及壳体01内其他结构的外壁发生碰撞。当碰撞较大时，一方面会产生较大的声振，给换热器外的人员等带来较大噪音，另一方面会损伤壳体01或壳体01内其他结构。基于此，可以设置抗声振板11来消除声振，减小噪音和对换热器中结构的损伤。

需要说明的是，抗声振板11与折流板08之间的连接方式可以是焊接。抗声振板11的上端与上管板03的下板面之间的连接方式可以是焊接。

另外，抗声振板11的数量可以根据声振大小来设置，抗声振板11竖直设置在壳体01内，抗声振板11的具体位置可以根据声波特征设置，本实用新型实施例对此不做具体限定。

值得说明的是，抗声振板11穿过折流板08并与折流板08连接，抗声振板11的上端与上管板03的下板面连接，当第二物料与壳体01的内壁和壳体01内的其他结构的外壁发生碰撞时，抗声振板11可以起到消除声振的作用，从而可以减小噪音和对换热器中结构的损伤。

在一些实施例中，如图3和图4所示，管箱02的侧壁上可以设置有第一人孔022，第一人孔022是检修换热器时的人员入口。壳体01的下端的侧壁上可以设置有第二人孔014，第二人孔014是检修换热器时的人员入口。

需要说明的是，第一人孔022和第二人孔014的大小可以根据实际需要来设置，只要保证检修人员可以从第一人孔022和第二人孔014进入换热器进行检修即可。

一般地，可以对换热器进行定期检修。当需要对换热器检修时，可以打开第一人孔022和第二人孔014，方便检修人员进入换热器进行检修。当检修完成时，可以关闭第一人孔022和第二人孔014，使换热器内部形成封闭空间，便于第一物料和第二物料在换热器内进行热量交换。

在一些实施例中，如图3和图4所示，该换热器还可以包括：支耳12。支耳12设置在壳体01的中部的外壁上，支耳12用于支撑换热器。

需要说明的是，支耳12可以是焊接在壳体01的中部的外壁上，且在壳体01的中部的外壁上的相对位置处均可以设置有支耳12。这样，当将换热器放置在支撑架上后，可以将支耳12卡在支撑架上，以通过支耳12支撑换热器，避免换热器在使用过中发生倾斜或者晃动。

在一些实施例中，如图3和图4所示，该换热器还可以包括：尾耳13和轴耳14。尾耳13设置在壳体01的下端的外壁上，轴耳14设置在壳体01的上端的外壁上，尾耳13和轴耳14用于配合起吊钩起吊换热器。

需要说明的是，尾耳13可以是焊接在壳体01的下端的外壁上，轴耳14可以是焊接在壳体01的上端的外壁上。当需要移动换热器的位置时，可以用吊车的吊钩钩住尾耳13和轴耳14，将换热器吊起来从一个位置移动到另一个位置。

本实用新型实施例中，从第一物料进口021通入第一物料，从第二物料进口013通入第二物料。第一物料可以流经换热管05、单程内浮头06和膨胀节07之后，从第一物料出口011流出，第二物料可以在壳体01内位于换热管05以外的空间内流动，最后经过第二物料出口012流出。第一物料和第二物料在流动过程中，通过换热管05的管壁进行热量交换。由于膨胀节07位于壳体01内，所以膨胀节07的尺寸可以设置的较小，从而可以降低膨胀节07的加工难度和生产费用。且由于单程内浮头06和膨胀节07均位于壳体01内来减少热应力，所以即便膨胀节07处存在连接薄弱点，第一物料和第二物料也始终在壳体01内，不会从壳体01内泄漏出去，从而避免了安全事故的发生。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。