一种负荷可调节的分离式热管换热器的制作方法

本实用新型属于换热器领域，更具体地，涉及一种负荷可调节的分离式热管换热器。

背景技术：

换热器在各行业中应用广泛，具有提升系统热效率、辅助工艺生产的作用。重力热管换热器作为其中一种具有高效导热、环境适应性良好、布置灵活、单向导热等优势，而分离式热管换热器则进一步提升了重力热管换热器在布置上的灵活性，通过冷热源分离、管束连接的方式能够实现远距离传热，彻底杜绝冷热侧流体互相串流的问题。

分离式热管换热器的这一特性使得其近年被广泛应用于冶金行业的烟气-煤气(高炉、焦炉、转炉煤气)换热、电力行业湿法脱硫工艺中的ggh和白烟消除、石化行业硫磺回收装置中的原烟气与净烟气换热，或者是用于改造时现场布置限制比较大的场合。然而，分离式热管换热器也具有以下局限：设备管束需要到现场焊接，加上安装后现场调试，设备的施工周期较长；横向一片管束通过集箱合并连接，当出现尖峰负荷或者磨损与腐蚀容易造成爆管和管道泄漏，整片管束将整体失效，造成换热器效率明显下降。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种负荷可调节的分离式热管换热器，其中结合分离式热管换热器自身的特征，相应设计了驱动装置和旋转协同装置，以此通过热管管束的同步旋转实现负荷调节。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种负荷可调节的分离式热管换热器，其包括壳体、热管管束、驱动装置、旋转协同装置和旋转接头，其中：所述热管管束安装在所述壳体内部，用于进行换热，所述驱动装置与所述旋转协同装置连接并设置在所述壳体的外侧，用于驱动所述旋转协同装置旋转，所述旋转协同装置通过所述旋转接头与所述热管管束连接，用于带动所述热管管束进行同步旋转，使得所述热管管束的迎风方向发生偏转，以此实现分离式热管换热器的负荷调节。

作为进一步优选的，所述旋转协同装置包括往复直行杆、杆导轨、主动摇杆和预设数量的从动摇杆，所述往复直行杆与所述杆导轨配合安装，所述主动摇杆和从动摇杆的一端与所述往复直行杆通过铰链连接，同时所述主动摇杆的另一端与所述驱动装置连接，所述从动摇杆的另一端与所述旋转接头连接，工作时，所述主动摇杆带动所述往复直行杆沿所述杆导轨移动，进而推动所述从动摇杆进行转动。

作为进一步优选的，所述驱动装置包括伺服电机和齿轮减速箱，所述伺服电机通过所述齿轮减速箱与所述主动摇杆连接。

作为进一步优选的，所述热管管束与壳体之间利用石墨棉绳、纤维密封圈或橡胶密封圈进行密封。

作为进一步优选的，所述热管管束与壳体之间采用滚动轴承或滑动轴承进行支撑。

作为进一步优选的，所述热管管束的外部结构为光管、螺旋翅片、圆翅片、方翅片、h型翅片或整轧翅片；所述热管管束的内部结构为光管、开槽管或吸液芯管。

作为进一步优选的，所述热管管束的传热介质为纯水、有机质或无机金属；所述热管管束的材质为普通钢管、锅炉管、镀搪瓷钢管、不锈钢管、铜管或铝管。

作为进一步优选的，所述负荷可调节的分离式热管换热器采用立式、卧式或斜置的方式安装。

作为进一步优选的，所述热管管束2的偏转角度β为0～70°。

作为进一步优选的，所述热管管束2之间的间距h满足h＞dcosβmax，其中d为热管管束集箱的最大外径，βmax为热管管束最大偏转角度。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本实用新型通过设置驱动装置和旋转协同装置，能够带动热管管束进行同步旋转，使得热管管束的迎风方向发生偏转，从而实现分离式热管换热器负荷的灵活调节；同时热管管束整体迎风角度的偏转使得部分气体从偏转后的管束与壳体间穿过，能在不占用额外安装空间的前提下起到烟气旁通的作用，实现降低系统阻力和高温保护的功能；此外，迎风角度调整能够实现热管管束迎风面积的合理降低，从而有效减缓含尘烟气对管束的磨损，延长分离式热管换热器的使用寿命；

2.同时，本实用新型通过对旋转协同装置、驱动装置的结构进行优化设计，能够有效提高分离式热管换热器角度调节的准确性和稳定性；

3.此外，本实用新型通过热管管束的结构进行优化，能够提高分离式热管换热器的换热效率和使用寿命。

附图说明

图1是按照本实用新型优选实施例构建的负荷可调节的分离式热管换热器的安装示意图；

图2是图1提供的负荷可调节的分离式热管换热器迎风角度为0°时的结构图；

图3是图1提供的负荷可调节的分离式热管换热器迎风角度为30°时的结构图；

图4是图1提供的负荷可调节的分离式热管换热器迎风角度为60°时的结构图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1、壳体，2-热管管束，3-旋转协同装置，4-伺服电机，5-齿轮减速箱，6-旋转接头。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种负荷可调节的分离式热管换热器，其包括壳体1、热管管束2、驱动装置、旋转协同装置3和旋转接头6，其中：热管管束2安装在壳体1内部，用于进行换热，驱动装置与旋转协同装置3连接并设置在壳体1的外侧，用于驱动旋转协同装置3旋转，旋转协同装置3通过旋转接头6与热管管束2连接，用于带动热管管束2进行同步旋转，使得热管管束2的迎风方向发生偏转，以此实现分离式热管换热器的负荷调节。

进一步，旋转协同装置3包括往复直行杆、杆导轨、主动摇杆和预设数量的从动摇杆，往复直行杆与杆导轨配合安装，主动摇杆和从动摇杆的一端与往复直行杆通过铰链连接，同时主动摇杆的另一端与驱动装置连接，从动摇杆的另一端与旋转接头6连接，工作时，主动摇杆带动往复直行杆沿杆导轨移动，进而推动从动摇杆进行转动。

进一步，驱动装置包括伺服电机4和齿轮减速箱5，伺服电机4通过齿轮减速箱5与主动摇杆连接。

进一步，热管管束2与壳体1之间利用石墨棉绳、纤维密封圈或橡胶密封圈进行密封；热管管束2与壳体1之间采用滚动轴承或滑动轴承进行支撑；热管管束2上端、下端与上升管、下降管的动静连接处采用旋转接头6连接。

进一步，各热管管束之间间距h、热管管束集箱最大外径d、热管管束最大偏转角度βmax之间的关系为h＞d/cosβmax，当热管管束为n排，热管管束集箱长度为l时，设备沿着气体流经方向的总长度s应该满足s＞h×(n-1)+l×sinβ。在本实施例中，热管管束的偏转角度β为0～60°，图2、图3与图4分别为热管管束在偏转角度0°、30°与60°的结构图，此时热管的有效流通面积份额为100％、86.6％与50％，随着热管管束偏转角度增加，热管管束有效流通面积得到降低，此时分离式热管换热器的负荷也得到降低。此外，热管管束偏转角度增加使得烟气从管束与壳体之间流通量逐渐增加，形成旁通的作用，降低分离式热管换热系统阻力，并延缓烟气对热管管束冲刷造成的磨损。

进一步，热管管束2的外部结构为光管、螺旋翅片、圆翅片、方翅片、h型翅片或整轧翅片；热管管束2的内部结构为光管、开槽管或吸液芯管；热管管束2的传热介质为纯水、有机质或无机金属；热管管束2的材质为普通钢管、锅炉管、镀搪瓷钢管、不锈钢管、铜管或铝管。

进一步，本实用新型提供的负荷可调节的分离式热管换热器采用立式、卧式或斜置的方式安装，图1即为立式安装，该结构可用于分离式热管换热器的冷侧与热侧换热管束，并且适用于气-气换热与气-液换热场合。

热管管束迎风角度调整的控制方式如下：控制系统将调整信号传递到伺服电机4，伺服电机4根据信号进行转动，从而驱动齿轮减速箱5传递旋转力矩到主动摇杆上，通过主动摇杆的摆动驱动直行杆在杆导轨中作直向运动，再由直行杆推动各从动摇杆进行转动，从而带动热管管束2转动。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。