[发明专利]一种单管程浮头式换热器

说明书

本发明公开了一种单管程浮头式换热器，包括换热器壳体、管束、中心管和套管，管束包括管束外壳、浮动端管板、固定端管板、多根换热管、多块折流板及多件折流板定位件。该单管程浮头式换热器的壳侧介质入口与壳侧介质出口均位于换热器的上部，管侧介质入口与管侧介质出口均位于换热器的下部，能够满足换热器上下游介质进出口管线直连要求，解决传统单管程浮头式换热器存在的连接管线过长、管线压降较大的问题；在热交换过程中，管侧介质与壳侧介质形成逆向错流流动，可有效提高换热效率。此外，管侧介质与壳侧介质分别单程流动，不存在分程问题，可解决传统单管程浮头式换热器存在的管侧介质和壳侧介质压降较大的问题，提高换热器的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种管壳式换热器，具体是一种单管程浮头式换热器。

背景技术

现有的浮头式换热器的管程数通常为双数，如2管程，4管程，6管程等，其管程介质由位于固定管箱的管侧入口进入，通过换热管流入浮头管箱，经一次或多次变换流向后由同样位于固定管箱的管侧出口流出。该类浮头式换热器的问题在于，由于管侧介质需要变换流向，其管侧介质压降较大，尤其当管侧介质较为粘稠或管侧介质内存在不溶性颗粒时，变换流向的过程中极易发生介质堆积，从而造成堵塞流道的问题，影响装置的正常运行。

针对这一问题，目前已有多项专利发明了单管程浮头式换热器，广泛应用于石油、化工、电力等行业。但现有专利中管侧介质进出口位于换热器的两侧，所需上下游连接管线较长，装置布置困难，且管线压降较大。例如，申请号201210195189.5公开的一种管程膨胀式单管程换热器，是一种单管程浮头式换热器，其浮头管箱封头上设置一管程介质出口。管程介质出口通过管程出口连接法兰12与设置在壳体上的固定连接件13相连，将管程介质引出换热器。该换热器虽然解决了浮头式换热器管侧介质需要变换流向的问题，但管侧进出口位于换热器两端，仍存在所需上下游管线过长，装置布置困难，且管线压降较大的问题。此外，申请号201320508279.5、201420356813.X、201510003798.X、201420591577.X等公开的浮头式换热器也存在同样的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种单管程浮头式换热器，该换热器能够满足换热器上下游介质进出口管线直连要求，换热效率高，可靠性好。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种单管程浮头式换热器，包括换热器壳体、管束、中心管和套管，所述的管束包括管束外壳、浮动端管板、固定端管板、多根换热管、多块折流板及多件折流板定位件，所述的浮动端管板和所述的固定端管板分别固定在所述的管束外壳的上端和下端，所述的管束外壳、浮动端管板和固定端管板围成换热腔，所述的多块折流板通过所述的多件折流板定位件安装在所述的换热腔内，所述的多根换热管分别直立安装在所述的换热腔内，每根所述的换热管的上端和下端分别固定在所述的浮动端管板和所述的固定端管板上，所述的换热器壳体的内腔包括上下依次设置上部腔体、中部腔体和下部腔体，所述的管束外壳安装在所述的中部腔体内，所述的换热器壳体与所述的管束外壳之间形成第一环形空间，所述的第一环形空间与所述的下部腔体不相通，所述的换热器壳体的侧壁的下部安装有管侧介质入口，所述的管侧介质入口、第一环形空间和上部腔体依次相通，所述的上部腔体经所述的多根换热管与所述的下部腔体相通，所述的换热器壳体的底壁安装有与所述的下部腔体相通的管侧介质出口，所述的浮动端管板上开设有中心孔，所述的中心管的下端穿过所述的换热器壳体的顶壁和所述的中心孔伸入所述的换热腔的底部，所述的中心管的上端外露于所述的换热器壳体，所述的浮动端管板与所述的中心管之间形成一环形间隙，所述的套管套设在所述的中心管的上部，所述的套管的上部穿过并固定在所述的换热器壳体的上端，所述的套管的下端焊接在所述的浮动端管板上，所述的套管与所述的中心管的上部之间形成第二环形空间，所述的第二环形空间与所述的上部腔体不相通，所述的套管的侧壁上设置有壳侧介质出口，所述的中心管的顶端设置有壳侧介质入口，所述的壳侧介质入口、中心管的内孔、换热腔、环形间隙、第二环形空间和壳侧介质出口依次相通。