本發(fā)明涉及一種兩種流體直接混合的換熱器，尤其是涉及一種汽液混合換熱的管殼式換熱器。

背景技術(shù)：

1、管殼式換熱器被廣泛應(yīng)用于化工、石油、制冷、核能和動力等工業(yè)，由于世界性的能源危機(jī)，為了降低能耗，工業(yè)生產(chǎn)中對換熱器的需求量也越來越多，對換熱器的質(zhì)量要求也越來越高。近幾十年來，雖然緊湊式換熱器(板式、板翅式、壓焊板式換熱器等)、熱管式換熱器、直接接觸式換熱器等得到了迅速的發(fā)展，但由于管殼式換熱器具有高度的可靠性和廣泛的適應(yīng)性，其仍占據(jù)產(chǎn)量和用量的統(tǒng)治地位，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，目前工業(yè)裝置中管殼式換熱器的用量仍占全部換熱器用量的70％左右。

2、目前，人們通常采用熱交換器對水進(jìn)行加熱，在各類管殼式、板式熱交換器中，蒸汽和水分別走不同的通道，兩者通過良導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)熱交換，水流通道一般都盤繞、曲折設(shè)置，以增加與蒸汽的接觸面積，使其能夠充分受熱，因而存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加熱速度慢、振動噪音大、熱效率底等缺陷，雖然通過安裝消音器可在一定程度上降低噪音，但又必須限制蒸汽的流量和流速，仍然存在著加熱速度慢、熱效率底的不足。

3、現(xiàn)有技術(shù)也有一些汽液直接混合換熱的相關(guān)發(fā)明，例如cn101532784a公開一種蒸汽加熱水浴式氣化器，包括一儲水腔，流體出口、流體入口、蒸汽入口、換熱盤管和一環(huán)形蒸汽輸入管，環(huán)形蒸汽輸入管上設(shè)有數(shù)個蒸汽噴射裝置，蒸汽噴射裝置包括一彎頭，彎頭的一端與所述環(huán)形蒸汽輸入管連通，彎頭的另一端設(shè)有一噴嘴，彎頭上設(shè)有數(shù)個徑向的吸水孔，吸水孔與所述噴嘴內(nèi)腔連通，噴嘴的方向與所述環(huán)形蒸汽輸入管的切線方向一致。利用此蒸汽噴射裝置替代原先的直管，最大限度的降低噪音和振動，延長氣化器的使用壽命、減低噪聲污染；其使用時造成的水的循環(huán)擾動可使氣化器的換熱效率更高、更充分，幾乎無水溫分層現(xiàn)象。cn101988806a公開了一種錐形芯汽水混合器，其特征在于，筒體的上、下端分別與上椎體、下椎體連接，形成中空的腔體，在筒體中設(shè)有一蒸汽擴(kuò)散管，蒸汽擴(kuò)散管的形狀為錐形的，在蒸汽擴(kuò)散管的側(cè)壁上設(shè)有均勻密布蒸汽擴(kuò)散孔，且擴(kuò)散孔與蒸汽擴(kuò)散管呈45度角。通過以上設(shè)置，本發(fā)明可達(dá)到對冷水進(jìn)行均勻加熱降低噪音的目的。

4、現(xiàn)有技術(shù)中，蒸汽和液體混合換熱存在多種問題，例如換熱管單一，蒸汽和液體混合換熱的換熱面積小等問題。本申請采取了管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大換熱面積，增加了混合區(qū)域，而且通過設(shè)置管板的開孔的分布使得混合效果更好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本發(fā)明提供了一種汽液混合換熱的管殼式換熱器及其換熱方法，可提擴(kuò)大換熱面積，增加了混合區(qū)域，而且通過設(shè)置管板的開孔的分布使得混合效果更好，從而有效提高傳熱效率。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種汽液混合換熱的管殼式換熱器，所述管殼式換熱器包括管殼、換熱管、液體入口接管、入口封頭和出口封頭，液體入口接管設(shè)置在管殼上，入口封頭和出口封頭上分別設(shè)置蒸汽入口管和流體出口管；入口封頭和管殼之間設(shè)置入口管板，出口封頭和管殼之間設(shè)置出口管板，所述換熱管設(shè)置在管殼中，換熱管的第一端和第二端分別固定連接入口管板和出口管板，其中第一端連通入口封頭，第二端與出口封頭不連通；所述換熱管管壁上設(shè)置汽體流出的出汽孔，出口管板設(shè)置連通管殼和出口封頭的通孔，其特征在于，管殼式換熱器是臥式管殼式換熱器，所述通孔設(shè)置多個，沿著從下向上的高度方向，通孔的分布密度越來越小。

4、作為改進(jìn)，沿著從下向上的高度方向，通孔的分布密度越來越小的幅度不斷增加。

5、作為改進(jìn)，所述液體入口接管設(shè)置在靠近入口封頭的一側(cè)。

6、作為改進(jìn)，管殼內(nèi)設(shè)置多個折流板，折流板包括位于管殼下部的下部折流板和位于管殼上部的上部折流板，下部折流板和上部折流板間隔分布。

7、作為改進(jìn)，所述液體入口接管位于管殼的下部。

8、作為改進(jìn)，所述蒸汽從蒸汽入口管通過封頭進(jìn)入換熱管內(nèi)，然后通過換熱管的出汽孔出來，與通過液體入口接管進(jìn)入的液體混合換熱，換熱后的流體通過出口管板的通孔進(jìn)入出口封頭，然后從流體出口管流出。

9、作為改進(jìn)，所述蒸汽是水蒸氣，所述液體是冷水，所述換熱后的流體是熱水。

10、作為改進(jìn)，管殼內(nèi)設(shè)置多個折流板，折流板包括位于管殼下部的下部折流板和位于管殼上部的上部折流板，下部折流板和上部折流板間隔分布。

11、作為改進(jìn)，所述液體入口接管位于管殼的下部，靠近液體入口接管折流板是下部折流板。

12、作為改進(jìn)，靠近出口管板的折流板是下部折流板。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

14、本發(fā)明通過出口管板通孔設(shè)置多個，沿著從下向上的高度方向，通孔的分布密度越來越小，第一方面可以避免大量蒸汽因?yàn)槊芏刃∠蛏贤ㄟ^上部的通孔直接不經(jīng)過混合換熱就排出，第二方面也避免上部蒸汽過多聚集導(dǎo)致?lián)Q熱效果不好，從而使得蒸汽從下部流動，液體因?yàn)橹亓ψ饔靡彩窍虏慷嘁恍虼耸沟靡后w和蒸汽在下部充分混合，而且減少上部蒸汽聚集，使得整體上換熱均勻，降低管殼內(nèi)壓力，進(jìn)一步達(dá)到了充分混合換熱的目的。

技術(shù)特征：

1.一種汽液混合換熱的管殼式換熱器，所述管殼式換熱器包括管殼、換熱管、液體入口接管、入口封頭和出口封頭，液體入口接管設(shè)置在管殼上，入口封頭和出口封頭上分別設(shè)置蒸汽入口管和流體出口管；入口封頭和管殼之間設(shè)置入口管板，出口封頭和管殼之間設(shè)置出口管板，所述換熱管設(shè)置在管殼中，換熱管的第一端和第二端分別固定連接入口管板和出口管板，其中第一端連通入口封頭，第二端與出口封頭不連通；所述換熱管管壁上設(shè)置汽體流出的出汽孔，出口管板設(shè)置連通管殼和出口封頭的通孔，其特征在于，管殼式換熱器是臥式管殼式換熱器，所述通孔設(shè)置多個，沿著從下向上的高度方向，通孔的分布密度越來越小。

2.如權(quán)利要求1所述的汽液混合換熱的管殼式換熱器，其特征在于，沿著從下向上的高度方向，通孔的分布密度越來越小的幅度不斷增加。

3.如權(quán)利要求1所述的管殼式換熱器，其特征在于，所述液體入口接管設(shè)置在靠近入口封頭的一側(cè)。

4.如權(quán)利要求1所述的管殼式換熱器，其特征在于，管殼內(nèi)設(shè)置多個折流板，折流板包括位于管殼下部的下部折流板和位于管殼上部的上部折流板，下部折流板和上部折流板間隔分布。

5.如權(quán)利要求1所述的管殼式換熱器，其特征在于，所述液體入口接管位于管殼的下部。

6.如權(quán)利要求1所述的管殼式換熱器的換熱方法，其特征在于，所述蒸汽從蒸汽入口管通過封頭進(jìn)入換熱管內(nèi)，然后通過換熱管的出汽孔出來，與通過液體入口接管進(jìn)入的液體混合換熱，換熱后的流體通過出口管板的通孔進(jìn)入出口封頭，然后從流體出口管流出。

7.如權(quán)利要求6所述的管殼式換熱器的換熱方法，其特征在于，所述蒸汽是水蒸氣，所述液體是冷水，所述換熱后的流體是熱水。

8.如權(quán)利要求6所述的管殼式換熱器的換熱方法，其特征在于，管殼內(nèi)設(shè)置多個折流板，折流板包括位于管殼下部的下部折流板和位于管殼上部的上部折流板，下部折流板和上部折流板間隔分布。

9.如權(quán)利要求8所述的管殼式換熱器的換熱方法，其特征在于，所述液體入口接管位于管殼的下部，靠近液體入口接管折流板是下部折流板。

10.如權(quán)利要求8所述的管殼式換熱器的換熱方法，其特征在于，靠近出口管板的折流板是下部折流板。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種汽液混合換熱的管殼式換熱器及其換熱方法，所述管殼式換熱器包括管殼、換熱管、液體入口接管、入口封頭和出口封頭，換熱管的第一端和第二端分別固定連接入口管板和出口管板，其中第一端連通入口封頭，第二端與出口封頭不連通；所述換熱管管壁上設(shè)置汽體流出的出汽孔，出口管板設(shè)置連通管殼和出口封頭的通孔，管殼式換熱器是臥式管殼式換熱器，所述通孔設(shè)置多個，沿著從下向上的高度方向，通孔的分布密度越來越大。本發(fā)明提供了一種直接汽液直接混合的管殼式換熱器，通過上下方向通孔的分布密度的變化，能夠使得汽液換熱效果提升。

技術(shù)研發(fā)人員：李江漫,許俊杰,代雪妍,尚國梁,常建龍,楊欣宇,張建鴻
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8