地热用板式换热器制造技术

一种地热用板式换热器，其结构、工作原理、制造方法与通用的板式换热器相同。在换热器元件波纹板的两工作面上，覆盖一层一定厚度的复合层，并相应的采用平面式密封面，平板式密封垫片，使热交换介质不致泄漏，这种板式换热器能耐高浓度的氯化物及硫化物腐蚀、成本低、传热系数高、使用寿命达五年以上，为开发、利用我国丰富的地热资源提供了一种有实用性的换热设备，这种地热用板式换热器也可广泛用于其它领域。（*该技术在2003年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
地热板式换热器属热交换
新能源的开发和利用为许多国家所重视。地热能是一种清洁、少污染的低品位能源，世界上凡有地热资源的国家都对开发、利用地热能高度重视，我国有丰富的地热资源，十多年来已在发电、采暖、养鱼、种植、皮革加工、羊毛烘烤等工农业领域中得到应用。但由于地热水中一般都含有各种腐蚀性的化学成份，如C1－、H2S、SO2－4、HCO－3，甚至还含有少量的F－，同时还夹带大量的重金属离子及泥沙颗粒，使地热设备受腐蚀，而氧气的混入、温度的升高，加剧了腐蚀的进行，解决这一问题的较好途径是利用热交换设备，在吸取地下热水能量的同时，将地热水腐蚀性危害限制在热交换的一次回路以内，因此，解决地热用热交换器耐地热水腐蚀问题，就成为推广、利用地热能的重要关键，曾被国家农牧渔业列入“七五”科技攻关课题。(任务合同号75－21－05－05－03)。热交换器的结构及形式有多种，目前，地热能领域大多使用板式换热器，因为板式换热器结构紧凑、重量轻、拆卸清洗方便，但由于地热水腐蚀的影响，尽管采用了昂贵的不锈钢材料，板式换热器使用寿命仍只有三个月左右，人们不得不采用更昂贵的钛材来制造，而使用这种优质材料，是不适合我国国情的，这个问题，列入“七五”科技攻关课题后，由农牧渔业部组织有关单位进行研究、试制，在使用寿命、价格等方面，仍未达到要求。鉴于上述情况，经过试验、应用，推出一种适合地热水使用，耐氯化物、硫化氢腐蚀、价廉、长寿命的地热用板式换热器。这种地热用板式换热器是这样实现的采用通用的板式换热器的结构、工作原理、制造方法和材料，在原碳钢制作的人字形或锯齿形波板纹片的两工作面上，镀以一定厚度的铝镀层，或再复盖一种由金属微粉(铝粉或锌粉)、无机粘结剂组成的涂料、这种镀层或涂层可以组合使用、也可单独使用，统称为复合层。由于它们的电位比铁要负、具有良好的阴极保护作用和自封性，从而可使板式换热器在腐蚀性介质下长期有效地工作；鉴于镀层中含有较硬脆的铝铁合金成份(硬度达HRc64以上)，为了不使镀层在波纹板四周密封面处受压龟裂脱落、还要采取相应的措施，即把波纹板沿周半圆形截面的密封面、改为截面为矩形的密封平面，保证在密封面处的镀层不因受压龟裂脱落造成泄漏。以下结合附图，详细说明这种地热用板式换热器的结构。附附图说明图1为地热用板式换热器结构示意图附图2为地热用板式换热器人字形波纹板(9)的平面示意图附图3为波纹板表面复合层的示意图附图4为附图2的Ⅰ－Ⅰ剖面图附图5为附图2的Ⅱ－Ⅱ剖面图附图6为平板式垫片(10)的外形示意图这种地热用板式换热器的结构如附图1所示，由下轴(1)、活动压紧板(2)、支持架(3)、滚动装置(4)、上悬挂架(5)、板片(9)、密封垫片(10)、固定压紧板(11)、密封圈(12)以及紧固件(6)、(7)、(8)构成。它们的结构、工作原理、加工制造方法和材料，都与通用的板式换热器相同。为使碳钢制作的波纹板片能耐地热水中氯化物、硫化氢、氧及高温下的腐蚀、必须进行复合层处理，其结构如附图3所示，在波纹板(9)的两面均有复合层(17)，针对地热水中的情况，复合层(17)的结构可有三种。1、地热水中仅含少量氯根时，复合层(17)为金属无机涂料类复合层，其总厚度为0.04～0.10毫米。其中面层为铝微粉无机粘结，厚0.01～0.02毫米，底层为锌微粉无机粘结，厚0.03～0.07毫米。2、地热水中含大量氯根及硫化氢时，复合层(17)结构为镀铝类复合层，其总厚度为0.11～0.17毫米，其中纯铝层为0.03～0.05毫米，铝铁合金层为0.08～0.12毫米。3、地热水为水汽型地热流、温度90－150℃左右、且含大量氯化物或硫化氢时，复合层结构为以上两者之和，即镀铝类和金属无机涂料类的复合层，其中镀铝类总厚度为0.11～0.17毫米，(纯铝0.03～0.05毫米、铝铁合金0.08～0.12毫米)、金属无机涂料类总厚度为0.04～0.10毫米，(铝微粉无机粘结0.01～0.02毫米、锌微粉无机粘结0.03～0.07毫米)。由于复合层中含有较硬的金属间化合物(FeAl3、Fe2Al5)，当波纹板四周沿半圆形截面处受压时易龟裂脱落，为此，如图2、4所示，把板片(9)沿周的密封面(14)制成截面为矩形的平面，同时把原使用横截面呈半圆形密封垫片(10)也制成横截面为矩形的平板式密封垫片，这样，相邻两板片(9)间平行的密封平面(14)，中间施以平板式密封垫片(10)，在紧固件(6)、(7)、(8)夹紧力的作用下，受力均匀、硬脆的复合层不致脆裂而保证密封。此外，由于板片(9)长度较宽度大的多，并且平板式密封垫片(10)一般作成整体式，在组装、夹紧时，平板式密封垫片(10)不易与板片(9)的密封面(14)定位，为此，如附图2、5所示，在板片(9)的密封平面(14)上，均匀的设置有定位片(15)，如附图6所示，在平板式垫片(10)的外侧面上，设置有与定位片(15)数量相等、位置相对应的定位孔(16)，把定位孔(16)依次穿入相应的定位片(15)上，整个平板式密封垫片(10)便可附在板片(9)的密封平面(14)上。采用以上技术制作的地热用板式换热器，其耐腐蚀性能和经济技术指标都较好，见表一、表二。表一、耐腐蚀性能对比 表二、经济技术指标比较 表一、表二的各项指标，是由吉林市光华表面技术工程公司和天津大学分别测定的。指标要求是“七五”科技攻关课题中原农牧渔业部提出的。从表一、表二中可以看出，本技术地热用板式换热器，除具有一般板式换热器的优点外，还具有耐地热水腐蚀性能好、使用时间长、传热系数大、价格便宜的特点，完全达到了所要求的指标，广泛用于地热能源的开发，具有很大的经济效益和社会效益，还可推广用于其它领域，如船舶专业、海水淡化等。 采用通用技术与本技术结构相结合的方法，可制成单片换热面积0.13－2.0米2，使用温度－30－210℃工作压力0.6－1.6MPa、最大流程可达35－1875m3／H的各种规格的板式换热器，通过较长时间的试用，已取得较好的效果。权利要求1.一种地热用板式换热器，由下轴(1)、活动压紧板(2)、支持架(3)、滚动装置(4)、上悬挂架(5)、波纹板(9)、密封垫片(10)、固定压紧板(11)、及紧固件(6)、(7)、(8)构成，其特征在于(a)热交换元件波纹板(9)的两面为复合层。(b)波纹板(9)沿周的密封面的横截面为矩形的平面。(c)密封垫片(10)为横截面呈矩形的平板式密封垫片。2.根据权利要求1所述的地热用板式换热器其特征是波纹板(9)两面的复合层(17)有三种形式，即可以是金属无机涂料类复合层，总厚度为0.04～0.10毫米，其中铝微粉无机粘结0.01～0.02毫米，锌微粉无机粘接0.03～0.07毫米；也可以是镀铝类复合层，总厚度为0.11～0.17毫米，其中纯铝0.03～0.05毫米，铝铁合金0.08～0.12毫米，也可以是金属无机涂料和镀铝混合组成的复合层，其总厚度分别为0.04～0.10毫米和0.11～0.17毫米。3.根据权利要求1所述的地热用板式换热器，其特征在于波纹板(9)沿周的密封面(14)上均等的设置有多个定位片(15)。4.根据权利要求1所述的地热用板式换热器，其特征在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地热用板式换热器，由下轴（１）、活动压紧板（２）、支持架（３）、滚动装置（４）、上悬挂架（５）、波纹板（９）、密封垫片（１０）、固定压紧板（１１）、及紧固件（６）、（７）、（８）构成，其特征在于：（ａ）热交换元件波纹板（９）的两面为复合层。（ｂ）波纹板（９）沿周的密封面的横截面为矩形的平面。（ｃ）密封垫片（１０）为横截面呈矩形的平板式密封垫片。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：楼雪根，张弘，
申请(专利权)人：楼雪根，张弘，
类型：实用新型
国别省市：22[中国|吉林]