一种换热器及热交换系统的制作方法

本申请涉及多晶硅生产的，尤其涉及一种换热器及热交换系统。

背景技术：

1、目前常通过改良西门子法获得太阳能级或电子级的高纯度多晶硅。改良西门子法生产工艺的主流技术包括：首先，以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在流化床反应器中反应，生成的混合气体通过冷凝系统分离得到氢气和由反应生成的三氯氢硅、未反应的四氯化硅等组成的混合液，氢气回系统重新参与反应，混合液则用精馏的方法分离出高纯度的三氯氢硅(四氯化硅经过提纯后回收利用)；随后，再将汽化的三氯氢硅与氢气按一定比例混合引入多晶硅还原炉，在置于还原炉内的棒状硅芯两端加以电压，产生高温，在高温硅芯表面，三氯氢硅被氢气还原成元素硅，并沉积在硅芯表面，逐渐生成所需规格的多晶硅棒。

2、现有技术中，以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在流化床反应器中反应后，生成的混合气体进入冷氢化反应热交换系统，冷氢化反应热交换系统是冷氢化工艺热能利用的关键一环，高温的混合气体经过2至4级换热器的管程将热量传递至壳程的原料气，将原料气加热，进而反应生成的混合气体温度降低。其中，反应生成的混合气在换热器的列管内上进下出，原料气在换热器的壳体内下进上出。

3、然而，现有的换热器存在冲刷易损坏、使用寿命低的问题。

技术实现思路

1、本申请提供一种换热器及热交换系统，减缓了物料对列管的冲刷，提高了换热器的使用寿命，提高了热交换系统的使用性能。

2、第一方面，本申请提供一种换热器，包括壳体、套筒组件、列管、固定板和端盖；壳体具有两端开口的腔体，端盖盖合于腔体的开口处，套筒组件、列管和固定板均位于腔体中，套筒组件和列管的进料端可拆卸连接，列管的进料端具有与固定板的连接点，固定板和壳体连接。

3、套筒组件包括套筒和板状件，套筒可拆卸连接于列管的进料端，套筒靠近列管的进料端的端部设置有板状件，至少部分板状件位于连接点靠近进料方向的一侧，以阻挡流向连接点的至少部分物料。

4、在上述的换热器中，可选的是，板状件在列管的进料端的端面上的至少部分正投影，覆盖连接点。

5、在上述的换热器中，可选的是，板状件包括第一板段和第二板段，第一板段和套筒靠近列管的进料端的端部连接，第二板段的两端分别与第一板段和固定板连接，第二板段的延伸方向和固定板的延伸方向交叉。

6、在上述的换热器中，可选的是，第二板段的延伸方向和固定板的延伸方向的夹角大于或等于0°，且小于或等于80°。

7、在上述的换热器中，可选的是，套筒套设在列管的内周，且与列管的进料端螺纹连接或卡接。

8、和/或，套筒和列管的内周之间设置有弹性密封件。

9、在上述的换热器中，可选的是，沿列管的轴向延伸方向，套筒靠近列管进料端的部分的厚度，大于套筒背离列管进料端的部分的厚度。

10、在上述的换热器中，可选的是，沿列管的轴向延伸方向，套筒的延伸长度大于固定板的延伸长度。

11、在上述的换热器中，可选的是，套筒靠近列管的进料端的端部设置有涂层；涂层的材质包括碳化钨、氧化锆、氧化铝、铬中的任意一种。

12、和/或，套筒靠近列管进料端的端部设置有凸起。

13、在上述的换热器中，可选的是，固定板和端盖均有两个，两个固定板设置于列管的相对两端。

14、壳体的内周壁、列管的外周壁和两个固定板围绕成壳体腔体，壳体上设置有与壳体腔体连通的壳体进料口和壳体出料口。

15、列管的列管腔体、两个端盖和两个固定板围绕成管体腔体，两个端盖上分别设置有与管体腔体连通的管体进料口和管体出料口。

16、和/或，列管有多个，固定板上设置有多个固定孔，多个列管一一对应地穿设多个固定孔。

17、第二方面，本申请提供一种热交换系统，包括反应器、急冷塔和多个上述的换热器，多个换热器依次首尾连接，反应器与位于首部的换热器的管体进料口连接，急冷塔与位于尾部的换热器的管体出料口连接。

18、本申请提供的一种换热器及热交换系统，该换热器包括壳体、套筒组件、列管、固定板和端盖；壳体具有两端开口的腔体，端盖盖合于腔体的开口处，套筒组件、列管和固定板均位于腔体中；通过将套筒组件可拆卸连接于列管的进料端，避免了物料直接对列管冲刷，同时，当套筒组件因冲刷损坏后，无需拆除列管，仅将被冲刷损坏的套筒组件拆卸后更换即可，提高了换热器维护和维修的便捷性，提高了换热器的使用性能；另外，套筒组件包括套筒和板状件，套筒靠近列管的进料端的端部设置有板状件，通过将至少部分板状件设置为位于连接点靠近进料方向的一侧，在物料进入换热器后，避免物料直接冲刷连接点，保证了列管和固定板的连接强度，保证了连接点连接稳定性；该热交换系统包括多个上述的换热器，提高了换热效率，提高了热交换系统的使用性能。

19、本申请的构造以及它的其他实用目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

技术特征：

1.一种换热器，其特征在于，包括壳体、套筒组件、列管、固定板和端盖；所述壳体具有两端开口的腔体，所述端盖盖合于所述腔体的所述开口处，所述套筒组件、所述列管和所述固定板均位于所述腔体中，所述套筒组件和所述列管的进料端可拆卸连接，所述列管的进料端具有与所述固定板的连接点，所述固定板和所述壳体连接；

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述板状件在所述列管的进料端的端面上的至少部分正投影，覆盖所述连接点。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述板状件包括第一板段和第二板段，所述第一板段和所述套筒靠近列管的进料端的端部连接，所述第二板段的两端分别与所述第一板段和所述固定板连接，所述第二板段的延伸方向和所述固定板的延伸方向交叉。

4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述第二板段的延伸方向和所述固定板的延伸方向的夹角大于或等于0°，且小于或等于80°。

5.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述套筒套设在所述列管的内周，且与所述列管的进料端螺纹连接或卡接；

6.根据权利要求1-5中任一项所述的换热器，其特征在于，沿所述列管的轴向延伸方向，所述套筒靠近所述列管进料端的部分的厚度，大于所述套筒背离所述列管进料端的部分的厚度。

7.根据权利要求6所述的换热器，其特征在于，沿所述列管的轴向延伸方向，所述套筒的延伸长度大于所述固定板的延伸长度。

8.根据权利要求7所述的换热器，其特征在于，所述套筒靠近所述列管的进料端的端部设置有涂层；所述涂层的材质包括碳化钨、氧化锆、氧化铝、铬中的任意一种；

9.根据权利要求8所述的换热器，其特征在于，所述固定板和所述端盖均有两个，两个所述固定板设置于所述列管的相对两端；

10.一种热交换系统，其特征在于，包括反应器、急冷塔和多个权利要求1-9中任一项所述的换热器，多个所述换热器依次首尾连接，所述反应器与位于首部的所述换热器的管体进料口连接，所述急冷塔与位于尾部的所述换热器的管体出料口连接。

技术总结本申请提供了一种换热器及热交换系统，涉及多晶硅生产的技术领域，该换热器包括壳体、套筒组件、列管、固定板和端盖；壳体具有两端开口的腔体，端盖盖合于腔体的开口处，套筒组件、列管和固定板均位于腔体中；通过将套筒组件可拆卸连接于列管的进料端，避免了物料直接对列管冲刷，同时，套筒组件和列管的进料端可拆卸连接提高了维修的便捷性；另外，套筒组件包括套筒和板状件，套筒靠近列管的进料端的端部设置有板状件，通过将至少部分板状件设置为位于连接点靠近进料方向的一侧，板状件可以对列管和固定板的连接点进行遮蔽，避免物料直接冲刷连接点，保证了列管和固定板的连接强度，提高了换热器的使用寿命，提高了热交换系统的使用性能。技术研发人员：刘明霞,姚又省,刘继三,李丹,武晓倩,何振江,骆彩萍,陈维平受保护的技术使用者：华陆工程科技有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18