板叠、热交换板和叠板式热交换器制造技术

一种叠板式热交换器的板叠，该板叠包括数个热交换板（１００），每个热交换板具有数个通孔（１１０ａ－ｄ，１２０ａ－ｆ），所述热交换板（１００）以这样的方式相互联系，热交换板（１００）之间形成第一流体通道和第二流体通道；孔（１１０ａ－ｄ，１２０ａ－ｆ）为每个流体通道形成至少一个进口通道和至少一个出口通道（１１０ａ－ｄ，１２０ａ－ｆ；２３０，２４０；３３０，３４０；６３０，６４０），至少第一流体通道的进口通道包括：至少两个主通道（１１０ａ－ｂ；６３０ａ－ｂ；３３０ａ－ｂ；６３０ａ－ｂ），其为第一流体通道接受流体流；和至少一个辅通道（１１０ｃ），其通过流体流通路与主通道（１１０ａ－ｂ）和第一流体通道连通，并且设置成从主通道（１１０ａ－ｂ）接受流体流，并将此流体流输送至第一流体通道。还进一步说明了上述类型的热交换板、具有该热交换板和板叠的叠板式热交换器、以及所述热交换板在叠板式热交换器和板叠中的应用。（*该技术在2021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】
本专利技术涉及叠板式热交换器的板叠，该板叠包括数个热交换板，每个热交换板具有一个传热部和数个通孔，所述热交换板以这样的方式相互接合，第一流体通道在热交换板之间的数个热交换板间空间内形成，第二流体通道在热交换板之间的数个另外的热交换板间空间内形成；通孔为每一个流体通道形成至少一个进口通道和至少一个出口通道。本专利技术还涉及一种用于上述板叠中的热交换板。叠板式热交换器通过供入两种不同的换热介质进行工作，每一种换热介质经过单独的进口通道供入分离的流体通道，在此，较热的介质将其部分热量借助于热交换板传递给另一种介质。这两种介质可以是不同的液体、蒸汽，或者上述介质的组合物，即所谓两相介质。下面结合一叠板式热交换器对叠板式热交换器的原理进行更详细地说明，该热交换器是所谓的两相应用，在1991年出版的Alfa Laval AB小册子《叠板式蒸发器》(IB67068E)(见附图说明图1)给予了说明。准备全部或部分蒸发的介质，例如准备浓缩的浆汁，通过设置在板的下部的进口通道供入热交换器。该进口通道由支架板上的两个开口限定。这两个开口直接引向上述的进口通道，该进口通道贯穿热交换器延伸。蒸汽通过第二进口通道供入流体通道，该第二进口通道设置在热交换板上部的上角部，由于蒸汽占据较大的空间，通道具有较大的横截面。当热交换器处于运行状态时，蒸汽在板间空间内向下流动，并被全部或部分冷凝。冷凝物经过两个出口通道排出，该出口通道由设置在热交换板两个下角部的孔所限定，并经过支架板上的两个连接孔从叠板式热交换器引出。第二介质在板间空间向上输送，并在其经过一个出口通道最终排出之前，全部或部分汽化，该出口通道设置在热交换板的另一上角部，并经过支架板上的连接孔从热交换器引出。与此技术相关联的一个问题在于，在长的叠板式热交换器中，叠板式热交换器的板叠具有大量的热交换板，介质流，沿叠板式热交换板的长度方向趋向于变化。因此，叠板式热交换器的最大能力不能利用。即使一个或者几个板间空间发挥了最大能力，仍有相当多数量的板间空间的利用水平大大低于其最大能力。这种问题在两相应用中更为严重，因为各介质的气相比其液相要容易挥发得多，这意味着气相和液相在热交换器中将有不同的表现，从而在有关的流体通道的不同板间空间呈现不同的流动。与绝大多数叠板式热交换器相关的另一个问题在于，在许多情况下，难于使流体流横跨每一个热交换板的整个宽度均匀分布，即沿整个传热部均匀分布。试图改善这种分布的一种方法，是使进口通道制成图1所示的矩形。为了方便与其它元件连接，可以使用诸如支架板上的两个连接孔，此连接孔直接连接至矩形的进口通道。通常，不希望在通道内有这种急剧的尺寸变化，因为这将在流体中导致紊流。上述有关问题，即使在叠板式热交换器并不用于两相应用的场合也会出现。该问题已经结合两相应用进行了讨论，因为在传统的叠板式热交换器中，这种应用场合更突出。WO97/15797公开了一种叠板式热交换器，此热交换器拟用于蒸发液体，例如蒸发制冷剂。这种叠板式热交换板具有一个进口通道和一个分配通道，此分配通道贯穿叠板式热交换器延伸，并沿叠板式热交换器的长度方向通过数个流体通道相互连通。设置分配通道的目的在于，在不同的板间空间特别使流体流均匀，该板间空间在进口通道在板间空间之间作为膨胀室或均化室。不过，该方案并未提供一种对于各种运行情况都完全令人满意的技术方案，而传统工业用叠板式热交换器可能就面临着各种运行状态。GB-A-2 052 723和GB-A-2 054 124公开了一种叠板式热交换器的两种不同方案，该热交换器在板间空间的前部和后部进行了分段。为了使流到叠板式热交换器的流体流到达后部，此叠板式热交换器设置了由一条管子构成的旁路通道，此旁路通道在进口通道内同心设置。设置此同心旁路通道的目的在于将部分流体流输送到后部。第一部分的板间空间直接与进口通道的前部连通，第二部分的板间空间直接与进口通道的后部连通。因此，现有技术没有这样的结构，能实现沿叠板式热交换器的长度方向和横跨热交换器的宽度方向两方面都令人满意的流体流分布。总之，现有技术没有这样的结构能在两相应用中解决这些问题。这一目的是借助于在专利
中所述形式的板叠实现的，其特征在于，至少第一流体通道的进口通道包括至少两个主通道，其为第一流体通道接受流体流；和至少一个辅通道，其与主通道和第一流体通道连通，并且设置成从主通道接受流体流，并将此流体流输送至第一流体通道。通过提供具有两个主通道和一个辅通道的板叠，实现了这样的板叠，其中，流体流可有优点地沿板叠的长度方向和横跨板叠的宽度分布，同时，板叠可容易地与传统的管道系统相互连接，对流体流没有负面的影响，在板叠和传统的管道系统之间不需要特定的适配连接器。输送至板叠的进口通道的流体流的特定部分偏离主通道，并且被输送至辅通道，该辅通道沿板叠延伸。偏离主通道的流体流在辅通道的周围回旋，因此，沿板叠的长度方向均匀分布。由于采用了主通道和辅通道，辅通道可进一步设计成横跨板叠的宽度方向分布流体流，主通道可设计成允许传统的圆管道与板叠相连接。通过提供具有适当横截面的主通道和辅通道，通道和热交换表面之间的界面、以及通道和外部连接之间的界面可以设计成彼此相互相对地独立。这意味着，可以避免流体路径中突然的尺寸变化，因此，任何不理想的紊流和压降也可以避免。通过采用一个以上的主通道，不同的通道甚至可更独立地设计。为了保证辅通道横跨板叠的整个宽度分布流体流，所述通道有优点地具有细长形状，这意味着，其横截面积很可能大于主通道的横截面积，主通道通常是圆形的。每个辅通道配套的主通道的数目的不同组合、通道的相对尺寸和形状可用于不同的应用。本专利技术的推荐实施例在各从属权利要求中是明显的。根据一个推荐实施例，在至少一个主通道内设有一流体分配装置，通过在主通道内设置流体分配装置，可以调节沿主通道在不同位置处流体流偏离主通道的尺寸。流体分配装置的偏离特性还促使流体在辅通道内的均匀化。每个主通道都有优点地贯穿整个板叠延伸，因为这是向整个板叠提供流通的简单方法。根据一个推荐实施例，辅通道也贯穿整个板叠延伸。由于该方案，整个板叠仅需要一个辅通道。然而，根据另外一个推荐实施例，辅通道分为数个不同的分段，每一个分段只贯穿板叠的一部分延伸。该方案特别适合于包括大量板的板叠，在辅通道内，对于确定数目的板间空间，该方案使得有可能获得流体在的均匀化。通过沿辅通道的数个不同分段的分布均匀化功能，每个辅通道可容许略较低程度的均匀化，同时，沿板叠的长度方向仍然能够获得理想的分布，而采用唯一的具有相同均匀化程度的长辅通道容许均匀化的程度可能就较高。这种分割意味着板叠可应用于更广泛的领域，而没有主要的性能损失。流体分配装置沿涉及的部分主通道适当地划定了主通道横截面的一部分区域的界线，方式是，在流体流流动方向上，沿主通道该横截面积递减。因此，偏离主通道的流体以流体技术一致的方式提供给辅通道。根据一个推荐实施例，流体分配装置包括一筒形体部，此筒形体部环绕着一倾斜板。该筒形体部也许其可容易地设置和固定在板叠的进口通道内。该倾斜板提供了良好的偏离作用，因为其允许流体以流动方向可逐渐改变的方式沿该倾斜板流动。倾斜板的前部有优点地设置在距主通道管壁一段距离处。这保证了该倾斜板延伸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叠板式热交换器的板叠，该板叠包括数个热交换板（１００），每个热交换板具有一个传热部（Ｃ）和数个通孔（１１０ａ－ｄ，１２０ａ－ｆ），所述热交换板（１００）以这样的方式相互联系，第一流体通道在数个第一板间空间（２５０）中的热交换板（１００）之间形成，第二流体通道在数个第二板间空间（２５０）中的热交换板之间形成；孔（１１０ａ－ｄ，１２０ａ－ｆ）为每个流体通道形成至少一个进口通道和至少一个出口通道（１１０ａ－ｄ，１２０ａ－ｆ；２３０，２４０；３３０，３４０；６３０，６４０），其特征在于： 至少第一流体通道的进口通道包括：至少两个主通道（１１０ａ－ｂ；６３０ａ－ｂ），其为第一流体通道接受流体流；和至少一个辅通道（１１０ｃ），其通过流体流通路与主通道（１１０ａ－ｂ）和第一流体通道连通，并且设置成从主通道（１１０ａ－ｂ）接受流体流，并将此流体流输送至第一流体通道。

【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：卡尔M霍尔姆，伯恩特塔格松，尼尔斯IA尼尔松，
申请(专利权)人：阿尔法拉瓦尔股份公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]