一种多级分液板式冷凝器制造技术

本发明专利技术公开一种多级分液板式冷凝器，其包括前端盖板、后端盖板、换热板，水侧密封垫和蒸气侧密封垫，所述水侧密封垫和蒸气侧密封垫分别位于所述换热板两侧与相邻的换热板、前端盖板或者后端盖板形成蒸气流道和冷却水流道，所述蒸气侧密封垫内设置若干分液密封条，所述与相邻的所述换热板或者前端盖板侧壁组成冷凝液沟槽，所述冷凝液沟槽低端与分液角孔相通。本发明专利技术具有的优点和有益技术效果如下：有助于降低冷凝换热热阻；使得蒸气维持在较高的干度下冷凝换热，保持较高的换热系数，达到强化凝结传热的目的；使其在最佳的分液工况下运行，保障换热器分液冷凝的效果；结构简单，降低加工成本，保持了传统板式换热器结构紧凑，经济性较好的优点。

Multistage liquid separating plate type condenser

The invention discloses a multistage liquid plate condenser, which comprises a front cover, a rear end cover, the water side heat transfer plate, sealing pad and steam side sealing pad, wherein the water side gasket and vapor seal are respectively positioned on the heat transfer plate on both sides and the adjacent heat transfer plates, front or rear cover cover the formation of steam passage and cooling water, the steam side sealing pad is provided with a plurality of liquid seal, and the adjacent to the heat exchange plate or front end cover composed of side walls condensate groove, the groove and the condensate liquid angle hole communicated with the low-end. The invention has the following advantages and advantages: helps to reduce condensation heat resistance; the steam dryness maintained at a higher condensation heat transfer coefficient of heat transfer, maintain high, achieve the purpose of heat transfer enhancement of condensation; to run on the liquid under the best conditions, protection of heat exchanger the liquid condensation effect; has the advantages of simple structure, low processing cost, keep the structure of the traditional heat exchanger has the advantages of compact structure, good economy.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冷凝器领域，特别是涉及一种多级分液板式冷凝器。
技术介绍
板式换热器由一系列波纹板片叠加而成，利用密封垫片在板片之间形成狭窄的沟槽流道，冷热流体通过换热板上的角孔分别进入相邻的流道内，通过金属换热板进行热量的交换。板式换热器是一种传热性能好，结构紧凑的高效换热器，在液体与液体介质的换热场合应用广泛。在许多场合直接将单相液-液传热的板式换热器直接用作冷凝器使用。通常存在两个缺点：一是蒸气角孔通常按照液体流动来设计的，蒸气比体积大，容易导致流动速度过大，压力损失严重的问题；二是普通液-液传热换热器是通过增大湍流实现单相的强化传热，而冷凝强化需要通过及时排出凝结液、降低液膜厚度来实现传热强化。为了适用于蒸气冷凝换热，目前现有产品和相关专利中针对换热板片的改进主要是从以下两个方面进行：一方面是通过对蒸气角孔的设计，增加角孔流通截面积，改善流动性能，减小压降；另一方面是涉及换热板波型的改进，目的是为了迅速排走凝结液，减薄液膜厚度，改善传热性能。如下图1和图2所示，为日本的日阪公司推出的YX-80型冷凝器换热板，蒸气角孔普遍根据蒸气的比体积进行设计，有效的改善了流动特性。换热板片采用两种不同波纹的板片，分别用于冷却水流路和蒸气流路，便于冷凝过程中形成的凝结液沿着波纹凹槽及时排出。近几年，其他类型的板式冷凝器也仅仅是局限在原有板片基础上对尺寸进行改进。此类换热器在实际应用中，通常为了保证蒸气能够完全冷凝，通常设计负荷会比实际负荷偏大，这将导致凝结液积聚在板式换热器下半部分，这部分的传热主要是凝结液和冷却介质间的无相变换热，使得板式冷凝器换热效果恶化。同时，积聚的凝结液不能及时排除，增大了板式换热器的流动阻力。因此，仅仅针对板片波型的改进设计虽然能及时将局部的凝结液膜引流至排液口，但无法解决凝结液在板式换热器下部积聚的问题。此外，现有一些专利针对分液式板式冷凝器提出了一些设计方案，结构较为复杂，可行性较低。同时，分液效果无法得到保证，容易出现蒸气击穿和凝结液无法及时排除的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有板式冷凝器存在的不足，提出一种多级分液板式冷凝器，在蒸气冷凝过程中及时引出凝结液，降低凝结液膜厚度，强化凝结传热的同时，有效的避免的凝结液在板式换热器下部积聚的问题。为了实现上述目的，本专利技术是这样实现的：一种多级分液板式冷凝器，其包括前端盖板、后端盖板、至少一块换热板，至少一块水侧密封垫和至少一块蒸气侧密封垫，所述水侧密封垫和蒸气侧密封垫分别位于所述换热板两侧与相邻的换热板、前端盖板或者后端盖板形成蒸气流道和冷却水流道，所述换热板上设置有蒸气进口角孔、分液角孔，冷却水进口角孔、冷却水出口角孔和末级泠凝夜分液角孔；所述水侧密封垫设置有冷却水出口角孔、冷却水进口角孔和与所述分液角孔相配合的通孔；所述蒸气侧密封垫内设置若干分液密封条，所述分液密封条与相邻的所述换热板或者前端盖板侧壁组成冷凝液沟槽，所述冷凝液沟槽低端与分液角孔相通。所述分液密封条为倾斜设置，其倾斜角为与竖直方向夹角为30～60°范围内。所述换热板上设置有利于凝结液排出的导流沟槽。所述蒸气侧密封垫内设置进口角孔。所述前端盖板上设置有蒸气进口、冷却水出口和第级至第n级液位镜；所述液位镜分别设置在所述分液密封条组成的液槽位置。所述后端盖板分别设置冷却水进口、凝结液出口、第1级至第n级分液出口，并且在第1级至第n级分液出口外部设置有调解阀门，从调解阀门出来的凝结液通过管路汇集至第n级凝结液出口。每级换热空间需保证最小的换热面积，其计算公式为：式中：Ai，min——第i级所需最小换热面积，m2；mi——进入第i级的蒸汽流量，kg/s；xi——第i级冷凝后蒸汽干度；r——蒸汽潜热，kJ/kg；Q——总换热量，kW；A——换热器总换热面积，m2；为保证冷凝器出口蒸汽完全冷凝，最后一级通常具有较大的换热面积。与现有技术相比，本专利技术具有的优点和有益技术效果如下：采用逆流布置，通过密封垫和换热板的组合设计，在蒸气侧密封垫上设计斜置的分液密封条，换热板上布置凝结液分液角孔和导流槽结构，形成多级分液冷凝结构。不断的排出在蒸气凝结过程中形成的凝结液，降低凝结液膜的厚度，有助于降低冷凝换热热阻。同时，使得蒸气维持在较高的干度下冷凝换热，保持较高的换热系数，达到强化凝结传热的目的。针对分液冷凝实际应用中可能存在的蒸气击穿和凝结液溢出导致的分液冷凝器失效的问题，在中间凝结液出口流路上设置阻力调节阀，用来调节该级凝结液流路的阻力。并在换热器前端盖板上设置液位镜，可以实时观测凝结液液位的高低，并通过改变阀门的开度，调节每级分液流路的阻力，使其在最佳的分液工况下运行，保障换热器分液冷凝的效果。仅采用了一种结构的换热板，结构简单，降低加工成本，保持了传统板式换热器结构紧凑，可以实现分液板式冷凝器在工业生产中的加工制造，经济性较好的优点。同时，换热器分液级数和每级换热面积的大小等结构尺寸参数可以根据实际负荷进行优化设计，实际应用可行性高。【附图说明】图1为现有板式冷凝器中冷却板片结构示意图；图2为现有板式冷凝器中冷凝板片结构示意图；图3为本专利技术一种多级分液板式冷凝器的整体结构立体装配图1；图4为本专利技术一种多级分液板式冷凝器的整体结构立体装配图2；图5为本专利技术一种多级分液板式冷凝器中后端盖板的结构示意图；图6为本专利技术一种多级分液板式冷凝器中水侧密封垫的结构示意图；图7为本专利技术一种多级分液板式冷凝器中换热板的结构示意图；图8为本专利技术一种多级分液板式冷凝器中蒸气侧密封垫的结构示意图；图9本专利技术一种多级分液板式冷凝器中前端盖板的结构示意图；图10本专利技术一种多级分液板式冷凝器中的蒸气侧密封垫与换热板结合时的结构示意图(虚线为蒸气流向，实线为冷凝液流向)；图11本专利技术一种多级分液板式冷凝器中的水侧密封垫与换热板结合时的结构示意图(虚线为冷却水流向)；图12本专利技术一种多级分液板式冷凝器中液位镜结构示意图。【具体实施方式】以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细的描述说明。一种多级分液板式冷凝器，如图2-11所示，其包括前端盖板2、后端盖板1、至少一块换热板7，至少一块水侧密封垫8和至少一块蒸气侧密封垫6，所述水侧密封垫8和蒸气侧密封垫6分别位于所述换热板7两侧，形成蒸气流道和冷却水流道。所述换热板4上设置有蒸气进口角孔65、第1级至第n(n为大于1的自然数)级凝结液的分液角孔，冷却水进口角孔、冷却水出口角孔和末级泠凝夜分液角孔64，其中分液角孔用于将凝结液排出冷凝器。所述水侧密封垫8设置有冷却水出口角孔81、冷却水进口角孔82和与所述分液角孔相配合的通孔，其主要起到流道密封和不同流体隔离的作用，在与相邻的两个换热板之间的狭窄空间形成冷却水流道。所述分液密封条与相邻的所述换热板或者前端盖板侧壁组成冷凝液沟槽15，在所述换热板7上设置有利于凝结液排出的导流沟槽。所述换热板7与所述导流沟槽处设置有导流凹槽。所述蒸气侧密封垫6由流道密封圈和多个斜置的分液密封条共同组成一个整体密封结构。所述蒸气侧密封垫6内设置进口角孔65。其中流道密封圈起到隔绝冷热流体的作用；斜置的分液密封条起到阻截凝结液的作用，与流道密封圈边缘连接，形成冷凝液沟槽15。所述分液密封条的数目由分液级数来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多级分液板式冷凝器，其包括前端盖板、后端盖板、至少一块换热板，至少一块水侧密封垫和至少一块蒸气侧密封垫，其特征在于：所述水侧密封垫和蒸气侧密封垫分别位于所述换热板两侧与相邻的换热板、前端盖板或者后端盖板形成蒸气流道和冷却水流道，所述换热板上设置有蒸气进口角孔、分液角孔、冷却水进口角孔、冷却水出口角孔和末级冷凝夜分液角孔；所述水侧密封垫设置有冷却水出口角孔、冷却水进口角孔和与所述分液角孔相配合的通孔；所述蒸气侧密封垫内设置若干分液密封条，所述分液密封条与相邻的所述换热板或者前端盖板侧壁组成冷凝液沟槽，所述冷凝液沟槽低端与分液角孔相通。

【技术特征摘要】
1.一种多级分液板式冷凝器，其包括前端盖板、后端盖板、至少一块换热板，至少一块水侧密封垫和至少一块蒸气侧密封垫，其特征在于：所述水侧密封垫和蒸气侧密封垫分别位于所述换热板两侧与相邻的换热板、前端盖板或者后端盖板形成蒸气流道和冷却水流道，所述换热板上设置有蒸气进口角孔、分液角孔、冷却水进口角孔、冷却水出口角孔和末级冷凝夜分液角孔；所述水侧密封垫设置有冷却水出口角孔、冷却水进口角孔和与所述分液角孔相配合的通孔；所述蒸气侧密封垫内设置若干分液密封条，所述分液密封条与相邻的所述换热板或者前端盖板侧壁组成冷凝液沟槽，所述冷凝液沟槽低端与分液角孔相通。2.如权利要求2所述的一种多级分液板式冷凝器，其特征在于：所述分液密封条为倾斜设置，其倾斜角为与竖直方向夹角为30～60°。3.如权利要求2所述的一种多级分液板式冷凝器，其特征在于：所述倾斜角为与竖直方向夹角为45°。4.如权利要求3所述的一种多级分液板式冷凝器，其特征在于：所述换热板上设置有利于凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗向龙，郭贵奇，陈颖，陈健勇，许俊俊，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44