[发明专利]一种化工真空系统用防介质聚合的螺旋管换热器

说明书

本发明公开了一种化工真空系统用防介质聚合的螺旋管换热器，包括若干螺旋管单体和介质进口总管、介质出口总管、冷却水进口总管和冷却水出口总管，螺旋管单体堆叠在一起并通过紧固件相互固定，螺旋管单体对外具有介质进口、介质出口、冷却水进口和冷却水出口，各介质进口均连接至介质进口总管，各介质出口均连接至介质出口总管，各冷却水进口连接至冷却水进口总管，各冷却水出口连接至冷却水出口总管。螺旋管单体包括上盖板、下盖板和螺旋板，螺旋板设置于上盖板、下盖板之间，螺旋板在中央位置与外延终止处带有圆弧段，螺旋板配合上盖板和下盖板在螺旋管单体内构造出两个区域：介质螺旋槽和冷却水螺旋槽。

技术领域

本发明涉及换热器领域，具体是一种化工真空系统用防介质聚合的螺旋管换热器。

背景技术

热交换器是工艺系统常用的一种装置，其用于将介质冷却或加热至需要的条件以便后续操作。

化工真空系统中常常在真空系统前设置降温换热器，让进入真空泵的气体在较低的条件下进入真空泵，因为有机物类的介质在高温条件下会有较大可能发生聚合反应生成絮状高分子，进而卡死真空泵。

现有技术中，在不同工艺条件下的换热器具有特定的额热负荷，更换工艺条件就需要更换换热器，十分麻烦，而且成本增加，不利于生产工艺的改造升级。

发明内容

本发明的目的在于提供一种化工真空系统用防介质聚合的螺旋管换热器，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种化工真空系统用防介质聚合的螺旋管换热器，包括若干螺旋管单体和介质进口总管、介质出口总管、冷却水进口总管和冷却水出口总管，螺旋管单体堆叠在一起并通过紧固件相互固定，螺旋管单体对外具有介质进口、介质出口、冷却水进口和冷却水出口，各介质进口均连接至介质进口总管，各介质出口均连接至介质出口总管，各冷却水进口连接至冷却水进口总管，各冷却水出口连接至冷却水出口总管。

相互累叠的螺旋管单体分别承担一路路的冷却工作，每层螺旋管单体独立地进行换热过程，根据原始设计，介质的进气温度、出气温度、冷却水的进水温度与出水温度已知，所以，每层的换热负荷制造时已然确定，之后，如果出现换热需要增大，例如进气温度大大提高或者进气流量大大提成，那么，原始数量的螺旋管单体可能无法完全满足换热需求，所以，需要增大换热结构，而本发明可以通过增加螺旋管单体的数量来增大处理能力，例如，原先的三千方小时气流量时需要十层螺旋管单体，那么在工艺系统中出现长期的四千方流量需求的情况下，可以拆下介质进口总管、介质出口总管、冷却水进口总管和冷却水出口总管，然后再将三层或四层的螺旋管单体安装上去并接上介质进口总管、介质出口总管、冷却水进口总管和冷却水出口总管即可满足使用需求，这一改造方式比起更换换热器来说是成本大大降低的，而且接口位置与大小保持不变，不需要改造相关管路。

进一步的，螺旋管单体包括上盖板、下盖板和螺旋板，螺旋板设置于上盖板、下盖板之间，螺旋板在中央位置与外延终止处带有圆弧段，螺旋板配合上盖板和下盖板在螺旋管单体内构造出两个区域：介质螺旋槽和冷却水螺旋槽；

介质螺旋槽外延终止处的上盖板或下盖板上设置介质进口，介质螺旋槽中央处的上盖板或下盖板上设置介质出口，冷却水螺旋槽外延终止处的上盖板或下盖板上设置冷却水出口，冷却水螺旋槽中央处的上盖板或下盖板上设置冷却水进口。

螺旋状的介质流道与冷却水流道，由于介质与冷却水在其各自的流道内是螺旋前进的，流动带有连续的转弯，所以，其流动更容易趋向湍流，湍流状态下，流体与壁面的换热系数更高，所以可以增大换热效果。将介质的进口与冷却水的进口分别设置于中央和外侧，即介质是由外向内流动，而冷却水是由内向外流动，介质在中央出口处具有较低的温度，此时让刚进入螺旋槽的低温水进行冷却，效果更佳，经历换热过后的较高温水在其出口处遇到刚进入螺旋管单体的原始介质，此时介质为高温状态，无需很低温度的水去进行冷却，而且，在介质进入螺旋管单体时，如果遇到强冷壁面，反而急剧收缩影响进气连续性。