[实用新型]矿井下用铜换热管高压水水换热器组

说明书

技术领域    

本实用新型涉及一种矿井下用铜换热管高压水水换热器组。

背景技术   

矿井多为高瓦斯环境，地处地下900多米左右，如果环境温度高易发生瓦斯爆炸，造成人员伤亡事故，故需要不断地向矿井下输送冷水（冷却的二次水）以确保井下人员的安全，这就需要开发一种适用矿井下使用的水水换热器。因向井下输送距离较远，管线中水的阻力损失较大，需要使用高压水泵供水，水的压力较高，设计压力不小于12MPa，且需实现端差不大于4℃，同时需满足能通过2米x2米的井道运至矿井下。由于铜的导热性极强，传统的铜换热管换热器一般无法采用常规焊接方法实施密封，常用胀接方式连接换热管和管板，而胀接仅适用于设计压力小于4MPa的设备，且连接效果差，生产效率低。

实用新型内容   

本实用新型要解决的技术问题是提供一种矿井下用铜换热管高压水水换热器组。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种矿井下用铜换热管高压水水换热器组，包括从高到低三个顺次串联的全逆流换热的列管式换热器，每个列管式换热器均包括壳体、位于壳体内的铜换热管束、固定铜换热管的管板、间隔安装在壳体内的折流板以及分别位于壳体两侧的具有伍德密封结构的管箱，壳体上开有二次水进口和二次水出口，两管箱上开有冷却水进口和冷却水出口，每个列管式换热器均设置有鞍座，三个列管式换热器通过鞍座固定连接，铜换热管束和管板采用爆炸焊接。

上述矿井下用铜换热管高压水水换热器组，二次水进口处设置防冲板。

上述矿井下用铜换热管高压水水换热器组，爆炸焊接采用圆筒形药盒装药，药盒由0.6mm厚草纸制作。

矿井下用铜换热管高压水水换热器组由三个列管式换热器组成，可拆分和组装，满足通过狭窄的矿井道运输至矿井下的要求。三个列管式换热器从高到低顺次串联且通过鞍座固定连接，满足矿井下空间的要求。具有伍德密封结构的管箱满足管侧压力不小于12MPa的安全要求，且水室可拆，方便检修维护。铜换热管束和管板采用爆炸焊接，连接强度高，生产效率高，铜管变形量小。通过串联方式提高了铜换热管内水的流速，加长了流动距离也使得管壳两侧水充分进行热交换，管壳两侧水采用全逆流流动，且采用导热性高的铜换热管，使得换热器的换热效率极高，可实现端差小于4℃，从而使得设备结构紧凑，成本低，占地空间小。

附图说明   

下面结合附图对本实用新型进一步详细的说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为单个列管式换热器的结构示意图。

图4为管板与铜换热管爆炸焊接原理图。

图中：1管箱，2冷却水出口，3防冲板，4二次水进口，5铜换热管，6壳体，7折流板，8管箱，9冷却水进口，10二次水出口，11鞍座，12管板，13保护层，14雷管，15炸药,16列管式换热器。

具体实施方式

如图1至图4所示，矿井下用铜换热管高压水水换热器组包括从高到低三个顺次串联的全逆流换热的列管式换热器16。每个列管式换热器均包括壳体6、位于壳体内的铜换热管束、固定铜换热管5的管板12、间隔安装在壳体内的折流板7以及分别位于壳体两侧的具有伍德密封结构的管箱（1和8）。壳体上开有二次水进口4和二次水出口10，两管箱上开有冷却水进口9和冷却水出口2。每个列管式换热器均设置有鞍座11，三个列管式换热器通过鞍座固定连接，铜换热管束和管板采用爆炸焊接。折流板的设置是为了延长壳程，充分换热。为了避免二次水直接冲刷换热管束，二次水进口处设置防冲板3。

如图4所示，将铜换热管5插入到管板12孔内，将雷管14插入炸药15中，待安装完毕所有管板孔后起爆各管孔炸药，炸药爆炸产生的径向冲击载荷将铜换热管5与管板12焊接起来。

本实用新型的工作原理为：

二次水顺次经由高、中、低三个列管式换热器被冷却，冷却水顺次经由低、中、高三个列管式换热器换热，管壳侧两种流体在换热器组内实现了全逆流换热。

管板爆炸焊接基本原理：当在待焊接的铜换热管内安放炸药并起爆后，铜换热管焊接处管壁在炸药爆炸瞬间可获得强大的径向冲击载荷，使管壁以极高的速度与管板碰撞，这种碰撞的的压力远远超过材料本身的动态屈服强度。高速碰撞的射流所产生的原子间的内聚能把两种不同的金属聚合在一体，使金属原子间建立了新的平衡，从而实现两种不同金属的冶金结合。

本实用新型采用圆筒形药盒装药，为防止铜管内壁产生爆炸烧伤，采用0.6mm厚草纸制作药盒。