一種管束換熱器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種管束換熱器，其包括套筒式的殼體、設于殼體兩端的管架、與所述殼體其中一端連接并位于對應的管架外側與該管架圍成進氣腔的前端蓋、與所述殼體的另一端連接并位于對應的管架外側與該管架圍成排氣腔的后端蓋、架設于兩個管架之間的換熱管，所述換熱管包括前端部、主管體、后端部，后端部的內直徑大于主管體的內直徑，主管體的內直徑大于或等于前端部的內直徑的1.2倍，所述主管體的長度不小于換熱器整體長度的0.6倍，所述殼體設有進水口和出水口。換熱管設為膨脹管，氣體通過時瞬間膨脹壓力下降吸收熱量，膨脹的過程非常迅速，只能通過降低自身的溫度來實現能量的平衡，節約冷卻水的用量，達到節能減排的效果。
【專利說明】一種管束換熱器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種換熱器，尤其涉及一種管束換熱器。
【背景技術】
[0002]管殼式氣包換熱器多年以來都采用盤管或者水管冷卻，這些都是采用間接冷卻方法，冷卻效率不高，而且需要使用大量水進行冷卻。對于在海面進行冷卻過程時造成淡水資料的大量消耗，造成能源的浪費。而海面有處于缺乏淡水的地方，直接使用海水則很容易造成冷卻設備的腐蝕損壞，在海面進行熱交換冷卻的量受到限制，對于海洋工程的開展受到很大影響，尤其是石油鉆探和開采過程，目前的現有設備無法滿足大量熱交換的需求，除非消耗大量淡水，而在海洋獲取大量淡水也是非常困難。
【發明內容】
[0003]針對現有技術的不足，本實用新型要解決的技術問題是提供一種減少換熱水消耗量的高效的管束換熱器。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是:一種管束換熱器，其包括套筒式的殼體、設于殼體兩端的管架、與所述殼體其中一端連接并位于對應的管架外側與該管架圍成進氣腔的前端蓋、與所述殼體的另一端連接并位于對應的管架外側與該管架圍成排氣腔的后端蓋、架設于兩個管架之間的換熱管，所述換熱管包括前端部、主管體、后端部，后端部的內直徑大于主管體的內直徑，主管體的內直徑大于或等于前端部的內直徑的1.2倍，所述主管體的長度不小于換熱器整體長度的0.6倍，所述殼體設有進水口和出水□。
[0005]作為本實用新型管束換熱器的技術方案的一種改進，所述進氣腔為向內收窄的喇叭形，所述排氣腔為向外鼓起的鼓型或球形。
[0006]作為本實用新型管束換熱器的技術方案的一種改進，所述前端部局部伸入所述主管體內側，所述主管體局部伸入所述后端部的內側。
[0007]作為本實用新型管束換熱器的技術方案的一種改進，換熱管的后端部的內直徑大于或等于主管體的內直徑的1.2倍。
[0008]作為本實用新型管束換熱器的技術方案的一種改進，換熱管的前端部、主管體、后端部之間的長度比例為1:6:3。
[0009]作為本實用新型管束換熱器的技術方案的一種改進，所述進氣腔外側設有進氣口，所述排氣腔外側設有排氣口，所述進氣口截面積不大于排氣口截面積的0.5倍。
[0010]本實用新型的有益效果在于:由于氣包換熱器在工藝流程上允許存在壓差，將膨脹制冷技術與工藝流程特點相結合，將換熱器中作為換熱管的單根管設為膨脹管，使得需要冷卻高溫氣體允許進口到出口存在壓降，由于氣體通過膨脹短接的時候，體積會增大，氣體瞬間膨脹，氣體壓力下降，氣體對外做功，需要從外界吸收熱量，氣體膨脹的過程非常迅速，來不及和外界進行熱交換，氣體只能通過降低自身的溫度來實現能量的平衡，從而達到降低自身的溫度的效果，從而大大地節約冷卻水的用量，達到了節能減排的效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型一種管束換熱器的實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖來進一步說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0013]如圖1所示，本實用新型一種管束換熱器，其包括套筒式的殼體10、設于殼體兩端的管架12、與所述殼體10其中一端連接并位于對應的管架12外側與該管架圍成進氣腔20的前端蓋22、與所述殼體10的另一端連接并位于對應的管架12外側與該管架圍成排氣腔30的后端蓋33、架設于兩個管架12之間的換熱管15,所述換熱管15包括前端部16、主管體18、后端部19，后端部19的內直徑大于主管體18的內直徑，主管體18的內直徑大于或等于前端部16的內直徑的1.2倍，所述主管體18的長度不小于換熱管整體長度的0.6倍，所述殼體10設有進水口 29和出水口 39。由于氣包換熱器在工藝流程上允許存在壓差，將膨脹制冷技術與工藝流程特點相結合，將換熱器中作為換熱管的單根管設為膨脹管，使得需要冷卻高溫氣體允許進口到出口存在壓降，由于氣體通過膨脹短接的時候，體積會增大，氣體瞬間膨脹，氣體壓力下降，氣體對外做功，需要從外界吸收熱量，氣體膨脹的過程非常迅速，來不及和外界進行熱交換，氣體只能通過降低自身的溫度來實現能量的平衡，從而達到降低自身的溫度的效果，從而大大地節約冷卻水的用量，達到了節能減排的效果。
[0014]在海洋石油初加工過程中，未凝氣閃蒸系統處理流程為脫丁烷塔塔底的高溫液體通過自流進入為凝氣閃蒸罐，液體通過降壓閃蒸后，大部分C4和少數C5以上的輕烴組分揮發出來變為氣體，氣體通過未凝氣閃蒸罐的管殼式膨脹水冷氣包換熱器冷卻后部分C5和C5以上的組分被冷卻下來，回流到閃蒸罐內，氣體通過水冷器冷卻后進入重烴閃蒸罐閃蒸后，液體通過泵提升后進入脫丁烷塔。未凝氣閃蒸罐的液體通過自流進入輕油冷卻器，冷卻到合適溫度后，進入輕油儲罐儲存。未凝氣閃蒸系統的作用是將輕油中的C4以下的組分通過閃蒸將其分離出來，已達到合格的輕油產品。
[0015]由于工藝系統允許系統的進出口存在壓差，氣體通過管束層時，單根管實現兩次瞬間膨脹，由于氣體在膨脹的過程中發生熵焓變化，需要吸收熱量來達到新的平衡，從而實現氣體的自冷效果，減少冷卻水的用量，實現了節能降耗的作用。同時出口溫度的降低，在同等通過空間的情況下、使得氣體的通過率增加，增加系統的處理能力。
[0016]更佳地，所述進氣腔20為向內收窄的喇叭形，所述排氣腔30為向外鼓起的鼓型或球形，提升了進氣腔及換熱管前端部的壓力，同時降低排氣腔30和換熱管15后端部19的壓力，形成兩個壓力級差，在單根管實現兩次瞬間膨脹，使氣體在流動過程中發生熵焓變化，實現自我吸熱自降溫。
[0017]更佳地，所述前端部16局部伸入所述主管體18內側，所述主管體18局部伸入所述后端部19的內側，形成明顯的氣體壓力級差，使得管內流動的氣體產生兩次壓力突降并發生熵焓變化，實現自我吸熱自降溫。
[0018]更佳地，換熱管15的后端部19的內直徑大于或等于主管體18的內直徑的1.2倍，從而可以形成一定的壓力級差，使得流動氣體具有據以膨脹的空間，膨脹過程發生熵焓變化，實現自我吸熱自降溫。
[0019]更佳地，換熱管15的前端部16、主管體18、后端部19之間的長度比例為1:6:3，換熱管15的前端部16、主管體18、后端部19之間的長度比例也可以設為1:5:2，使得主管體18部分具有足夠的長度免受兩端以外的進氣腔20和排氣腔30的壓差影響，使得進氣腔20與排氣腔30之間的壓差得以形成并維持。由于后端部的直徑稍大，所以后端部19的長度比前端部稍大，使得壓差得以產生和維持，并增加換熱的空間和面積。
[0020]更佳地，所述進氣腔20外側設有進氣口 25，所述排氣腔30外側設有排氣口 35，所述進氣口 25截面積不大于排氣口 35截面積的0.5倍，通過進出口 25的大小調節氣壓，增加壓力差的形成可能性并對維持壓力差起到結構性輔助作用。
[0021]以上所揭露的僅為本實用新型的優選實施例而已，當然不能以此來限定本實用新型之權利范圍，因此依本實用新型申請專利范圍所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的范圍。
【權利要求】
1.一種管束換熱器，其特征在于:包括套筒式的殼體、設于殼體兩端的管架、與所述殼體其中一端連接并位于對應的管架外側與該管架圍成進氣腔的前端蓋、與所述殼體的另一端連接并位于對應的管架外側與該管架圍成排氣腔的后端蓋、架設于兩個管架之間的換熱管，所述換熱管包括前端部、主管體、后端部，后端部的內直徑大于主管體的內直徑，主管體的內直徑大于或等于前端部的內直徑的1.2倍，所述主管體的長度不小于換熱器整體長度的0.6倍，所述殼體設有進水口和出水口。
2.根據權利要求1所述的管束換熱器，其特征在于:所述進氣腔為向內收窄的喇叭形，所述排氣腔為向外鼓起的鼓型或球形。
3.根據權利要求1所述的管束換熱器，其特征在于:所述前端部局部伸入所述主管體內側，所述主管體局部伸入所述后端部的內側。
4.根據權利要求1所述的管束換熱器，其特征在于:換熱管的后端部的內直徑大于或等于主管體的內直徑的1.2倍。
5.根據權利要求1所述的管束換熱器，其特征在于:換熱管的前端部、主管體、后端部之間的長度比例為1:6:3。
6.根據權利要求1所述的管束換熱器，其特征在于:所述進氣腔外側設有進氣口，所述排氣腔外側設有排氣口，所述進氣口截面積不大于排氣口截面積的0.5倍。
【文檔編號】F28D7/16GK203964724SQ201420407823
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月23日 優先權日:2014年7月23日
【發明者】蓋江波, 宋佳, 秦立峰, 金海波, 張先喆, 譚家斌, 胡徐彥, 王建 申請人:中國海洋石油總公司, 中海石油(中國)有限公司湛江分公司