一种板束式换热器制造技术

本发明专利技术涉及一种可使至少两种介质进行热交换的装置，特别是一种板式热交换器。本发明专利技术的板片上压有Ｗ形或Ｓ形或Ｖ形波纹，或与板片长度方向相倾斜的直线形波纹，在板片的四周带有向上的折边，板片的对边位置的折边处的对应位置各有用于使换热介质流入该面一段缺口。各板片以两相邻的板片反面反向方式相互设置，形成各板片上波纹的凸起与凸起交叉相接触，凹处与凹处交叉相对应的结构，并焊接在一起。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可使至少两种介质进行热交换的装置，特别是一种热交换介质不相互接触的热交换装置。确切讲本专利技术是一种板片式换热器、冷凝器、蒸发器、再沸器，或者是反应器。本专利技术由至少四片其上有波纹的板片永久连在一起的换热组件，设于换热组件外的两压紧板，用于固定两压紧板的螺栓，以及设于换热组件上至少两个使换热介质分别进入或流出换热组件内的输入装置和输出装置等构成。
技术介绍
为解决列管式热交换器的诸多不足，产生了板片式热交换器。例如日本公开特许昭和61-276691所示的板式热交换器，以及中国专利技术专利申请99257539.7等所公开的板式换热器。此类的换热器系由带凹凸波纹的板片叠置构成，各板片上开有供介质流入的角孔，板片间有橡胶或其它材料制成的密封材料，并用压紧板和压紧螺栓将其固定，利用夹紧力实现各板片的密封，在各板片间形成等截面的流道。由于板式换热器采用网状流道结构，使其具有较高的单位传热空间，能在低流速下(雷诺数＝150～300)获得多变流向，更易实现湍流流动，有较高的传热系数(其传热系数一般为3500～6000W/m2·K)。但这类换热器存在以下的不足其一，因采用橡胶或类似材料通过压紧板的锁紧力实现板片间的密封，其共同的不足是装置的耐压不可能太大；其二，因受密封材料本身的限制，这类板式换热器不适于在高温环境下使用；其三，因其结构的特点，使板片角孔补强较难于处理，角孔间及板片间密封槽的对位也较难处理，其制造的难度较高，其制造精度要求相对较大，而且由于角孔处补强不足设备易发生泄漏；其四，当换热介质间温差和压力差较大时，容易引起板片间不均匀变形，造成装置失效；其五，受密封材料的影响板式换热器的无故障工作寿命相对较短；其六，由于换热器流量取决于其板片上开出的介质流入角孔直径大小，使其用于大流量介质换热受到一定限制；其七，而且其密封周边过长，使其密封可靠性变差，配压性能不能过高；其八，由于换热板片薄，其承压强度不可能过高，因此也不适用于高压力介质的换热，更不适用气-气介质的换热。为解决现有板式换热器的不足，中国专利技术专利申请96195969.2公开了将板片采用焊接等方式永久地连在一起的换热器。虽然这种换热器密封可靠性有很大改善，但其基本结构仍与将述的板式换热器相同，也同样存在前述板式换热器的一些不足。为解决板式换热器角孔处强度不够而造成泄漏的不足，国际专利申请98806568.1公开的板式换热器了在角孔处采用了极为复杂的结构。中国技术专利88217708.7和00217648.3公开了将各板片折边并以焊接方式联结的板式换热器。特别是后一专利可以用于高温介质换热，并可以延长其工作寿命。但这种换热器因板片流道截面积相对比较大，因此会造成流道中层流流动趋势增大，特别是在低雷诺数时。另一方面，当该专利用于介质压力不同的换热工作场合，因板片间无相互约束，会造成高压介质板片流道胀鼓，而低压介质流道凹陷的不足。另从该专利文献中还可以看出这种装置存在有换热介质泄漏的问题，为解决这一问题，需要在相邻换热板片间填充嵌条。实际上所嵌入的这种嵌条只能采用橡胶等柔性材料，而这种解决方案的板片密封方式与前述的传统板式换热器有类似之处，也同样会存在着与传统板式换热器类似的不足。中国技术专利01265997.5公开了一种全焊式板式换热器。该专利是将呈波浪纹状的换热板片以波峰对波峰位置放置，再将其沿波纹长度方向组焊形成板束，并在一个板束间形成板间流道，在另一个板束间形成近似管状的管间流道。该专利由于无需在板片上开设角孔，因此不存在角孔处泄漏的不足。由于这一专利是沿板片长度方向焊接为一体，这种一体的板片芯体与换热器壳间的热补偿能力差，当两者间温差较大时，壳体与管芯间可能会因有较大热应力形成裂纹，造成设备泄漏。其次，该专利因需要沿波纹方向进行焊接，因此，其板片上的波纹只能是直线形的，由此形成的流道也只能是直线形流道，介质在这种直线形流道内流动容易形成层流流动，影响其换热效率，从该专利公开的图纸和文件内容估计，其换热效率可能会低于现有的网状流板式换热器。第三，该专利结构中的板片间，特别是其板间流道有一侧也是无支撑结构，因此当两种换热介质的压力差较大，或者两种换热介质温差较大时，会造成板间间隙改变，进一步影响换热效率和效果，甚至造成设备损坏，而且因板片一般较薄，使其抗承压变形的能力、刚度和强度均较差。第四，该专利也不适于气相介质换热，因为在气相介质换热时，换热介质会产生冷凝而在冷凝流道内形成负压，对于流道内无支撑结构的板片而言，无疑是加剧了板片变形的趋势，甚至会导致设备完全失效。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型的换热装置，该装置可克服现有技术的不足，能同时兼有列管式换热器和现有板片式等多种换热器的优点，能适用于较高压力条件的换热，也能在较高温度条件下工作，而且还可以适用于大流量介质的换热，本专利技术将具有更高换热效率，适用于对介质温差较大、或者换热介质压力差较大的工作场合进行换热的装置。本专利技术的实现方式如下本专利技术的板片上压有W形或S形或V形波纹，或与板片长度方向相倾斜的直线形波纹，在板片的四周带有向上的折边，使板片呈盘状，且在板片的对边位置的折边处的对应位置各有用于使换热介质流入该面一段缺口。板片上的向上凸的波纹高度与折边的高度相等或基本相等，而板片下凸部分与板片折边下底平齐。各板片的设置方式是将两相邻的板片以反面且板片波纹方向反向方式相互设置，形成各板片上波纹的凸起与凸起交叉相接触，凹处与凹处交叉相对应。这里所述的反面是两相邻的板片中一个板片为正面，而另一个板片则是反面，或者说是两个板片以折边相接触，而另一个板片是以折边下底相接触；而板片泫方向反向是指两相邻的板片中一个板片的波纹方向与另一个板片的波纹方向是相反的，即，当一个板片波纹是W向时，与其相接触的另一板片是M向。再将各个板片用焊接方式进行固定，其中折边相对的两个板片在折边处焊接固定，折边不相对另外板片在两相对的折边的下底位置焊接固定，由此形成换热组件，并在组件的板束内形成空间网状流道。经焊接的板束中的各缺口位置，是一种介质的流入和流出通道位置，而各板束间未焊接的折边下底位置，即为另一种介质的流入和流出通道位置。在介质流入或流出的通道位置上分别固定导流箱和汇流箱。本专利技术的导流箱、汇流箱最好是以可拆卸方式固定于板束上，例如，在板束端面的流体通道位置外焊一管板，再用螺栓将汇流箱和导流箱固定于管板上。通过对本专利技术的介绍可知，本专利技术的各板片的一面流动一种流体介质，而另一面流动另外一种流体介质，而板片间以焊接方式密封，不会产生两种介质的串流现象。板片中相互交叉接触的凸起的波纹形成流道间的支撑结构，可以克服因板间两种介质间压力不等所造成应力。同时由于本专利技术中是用两个反面反向的板片构成复杂的空间网状形的流道，介质在其中呈极不规则的蛇形流动，这种极不规则的流动加剧了流道内的湍流，因此可以提高热交换的效率。由于本专利技术中是用压紧板将各换热组件板束固定，导流汇流箱设置固定于板束的端部的介质进出口位置的，而且各板片可采用同一种材料制造，因此不会产生现有技术中整体装置在局部热膨胀补偿不等的不足。本专利技术的换热组件中，可在每两片板片间夹有一层网状物，例如金属网或非金属网。由于本专利技术的结构特点，可以使网状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种板束式换热器，其中包括：由至少四片其上有波纹的板片（１）永久连在一起的换热组件（２），设于换热组件外的两压紧板（３），用于固定两压紧板的螺栓（４），以及设于换热组件（２）上至少两个使换热介质分别进入或流出换热组件（２）内的输入装置（５）和输出装置（６），其特征在于其上有Ｗ形或Ｓ形或Ｖ形波纹或与板片长度方向相倾斜的直边波纹的板片（１）的四周带有向上的折边（８），使板片（１）呈盘状，且在板片的对边位置的折边处各有用于使换热介质流入该面的一段缺口（９），位于板片上的向上凸的波纹高度与折边（８）的高度基本相等，而板片下凸部分与板片折边（８）下底平齐，两相邻的板片以反面反向方式相互设置，形成各板片上波纹的凸起与凸起相接触，凹处与凹处相对应，将折边相对的两个板片在折边（８）处焊接固定，将折边不相对的板片在两相对的折边（８）的下底位置焊接固定，形成换热组件（２），并在组件的板束内形成空间网状流道，板束上缺口（９）位置和板束间未焊接的折边下底位置处分别固定有导流箱（５ａ）、（６ａ）和汇流箱（５ｂ）、（６ｂ）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭锁华，
申请(专利权)人：彭曦锋，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]