板式热交换器制造技术

一种板式热交换器，其包括顶部头(2)、底部头(3)、四个侧面板(11、12、13、14)和四个角梁(21、22、23、24)。侧面板(11、12、13、14)和角梁(21、22、23、24)沿纵向方向(4)从底部头(3)延伸到顶部头(2)，且每个侧面板(11、12、13、14)与两个角梁(21、22、23、24)相关联。顶部头(2)、底部头(3)、四个侧面板(11、12、13、14)和四个角梁(21、22、23、24)连结在一起以形成用于容纳堆叠的热交换板(27)的板组(5)的密封封壳。连续的垫片组件(6、7、8、9)布置在至少一个侧面板(11、12、13、14)与两个角梁(21、22、23、24)、顶部头(2)和底部头(3)之间的接触区域中。垫片组件(6、7、8、9)位于槽(46)中。此外，垫片组件(6、7、8、9)是由多个垫片节段组成的分段式垫片组件(6、7、8、9)，且每个垫片节段由石墨材料制成。本公开内容还涉及一种用于组装此类板式热交换器的方法。器的方法。器的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】板式热交换器


[0001]本公开内容涉及一种板式热交换器，该板式热交换器包括顶部头(head)、底部头、四个侧面板和四个角梁(girder)，其中侧面板和角梁沿纵向方向从底部头延伸到顶部头，其中每个侧面板与两个角梁相关联，其中顶部头、底部头、四个侧面板和四个角梁连结在一起以形成用于容纳堆叠的热交换板的板组的密封封壳。本公开内容进一步涉及一种用于组装此类板式热交换器的方法。

技术介绍

[0002]现今，存在若干不同类型的板式热交换器，且取决于它们的类型来在各种应用中采用。某一类型的板式热交换器通过将顶部头、底部头和四个侧面板连结到一组角梁来组装，以形成围绕热传递或热交换板堆叠的箱状封壳。该某类型的板式热交换器称为块型热交换器。市售的块型热交换器的一个示例是由Alfa Laval以产品名Compabloc所提供的热交换器。
[0003]在块型板式热交换器中，用于两个热交换流体的流体路径形成在热传递板堆叠中的热传递板之间，以便在两个热交换流体之间传递热量。
[0004]块型热交换器通常用于其中以高压力(诸如最高达40巴)提供热交换流体或热交换流体中一者的应用中。此外，在期望相对来说大的热交换器的情况下通常使用块型热交换器。例如，典型的块型热交换器的侧面板可若干米高和几米宽。与大小(size)相结合，高压力需要高强度的箱状封壳以承受源自热传递流体压力的力。同样对于较小大小的块型热交换器，通常需要高强度的箱状封壳。块型热交换器的箱状封壳(即形成封壳的部分)通常由金属(诸如钢)制成。
[0005]关于现有技术块式热交换器的一个特定问题是在侧面板与相关联的角梁、顶部头和底部头之间获得可靠且成本效益合算的密封布置。从WO 2012/041287已知的一种解决方案涉及将垫片放置在每个侧面板与相关联的角梁、顶部头和底部头之间的接触区域中。然而，尽管在该领域中的这些活动，仍需要一种在可靠且成本效益合算的密封布置方面提供改进的进一步改进的热交换器。

技术实现思路

[0006]本公开内容的目标是提供一种其中避免先前提到的问题的板式热交换器。该目标至少部分地由独立权利要求的特征来实现。
[0007]特别地，根据本公开内容的第一方面，提供一种板式热交换器，包括顶部头、底部头、四个侧面板和四个角梁，其中侧面板和角梁沿纵向方向从底部头延伸到顶部头，其中每个侧面板与两个角梁相关联，其中顶部头、底部头、四个侧面板和四个角梁连结在一起以形成用于容纳堆叠的热交换板的板组的密封封壳，其中连续的垫片组件布置在至少一个侧面板与两个角梁、顶部头和底部头之间的接触区域中，其中垫片组件位于槽中，其中垫片组件是由多个垫片节段组成的分段式垫片组件，且其中每个垫片节段由石墨材料制成。
[0008]此外，根据本公开内容的第二方面，提供一种用于组装板式热交换器的方法。方法包括提供顶部头、底部头、四个侧面板、四个角梁和堆叠的热交换板的板组。方法还包括将角梁、底部头、顶部头和板组组装成子单元。另外，方法包括将连续的垫片组件安装在槽中，该槽布置在至少一个侧面板与两个角梁、顶部头和底部头之间的预期接触区域中，其中垫片组件是由多个垫片节段组成的分段式垫片组件，且其中每个垫片节段由石墨材料制成。此后，方法涉及将至少一个侧面板连结到两个角梁、顶部头和底部头以形成容纳板组的密封封壳。
[0009]通过将垫片组件放置在槽中且通过使用分段式垫片组件，使用石墨作为用于垫片组件的密封材料变为可能。石墨垫片具有有益于热交换器中的密封实施的许多有利特性。例如，石墨是可压缩的，同时是回弹性的。这意味着由石墨材料制成的垫片组件可在组装热交换器期间最初受压缩，使得可获得高的密封性能，同时还能够在宽的温度和压力范围内也保持所述密封性能，尽管热交换器的金属壳体的尺寸(dimension)上显著改变。此外，石墨是高度耐温的，非常少地受老化(同时承受大多数的化学物质)所影响。
[0010]此外，通过使垫片组件由多个垫片节段制成，可提供连续的相对大且完好的垫片组件，由此克服大且厚的石墨垫片由呈该形式的垫片的相对脆且容易断裂的特性所导致的有时困难的处理。另外，槽简化垫片组件的安装，因为槽大体上对安装在其中的垫片节段具有某一保持效果。
[0011]结果，本公开内容提供一种用于在热交换中使用石墨作为密封材料的解决方案，例如用于石化工业等，其允许实现高度可靠且持久的密封解决方案。因此，可延长热交换器的维修间隔且可提供更可靠的热交换器的总体操作，即降低关于泄漏和/或操作中意外停止的风险。
[0012]通过实施从属权利要求的一个或若干特征来实现另外的优点。
[0013]在一些示例性实施例中，至少一个侧面板借助于螺纹部件沿压制方向压靠所述两个角梁、顶部头和底部头，且其中在松弛状态中的垫片组件沿所述压制方向的高度尺寸大于槽沿所述压制方向的总深度尺寸、特别地大5
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50%且更特别地大15
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35%。结果，垫片组件将变为沿所述压制方向受压缩，且由于槽可构造成具有与垫片组件形状匹配的形状，压缩将主要导致垫片组件与侧面板相关联的压制部件之间的高接触力，使得实现高的弹性密封特性和高的密封性能。
[0014]在一些示例性实施例中，当至少一个侧面板安装且压靠所述两个角梁、顶部头和底部头时，垫片组件在压缩状态中，且与至少一个侧面板相关联的邻接表面同与所述两个角梁、顶部头和底部头相关联的对应邻接表面具有金属对金属的接触，以用于提供保护以防垫片组件过度上紧。
[0015]在一些示例性实施例中，槽布置在以下部分中的一者或多者中或与其相关联：至少一个侧面板、附接到至少一个侧面板的侧面板衬套、两个角梁、两角梁的梁衬套、顶部头、底部头、板组的顶板或板组的底板。在这些部分的任何部分中具有槽提供垫片组件的期望的高的密封能力。
[0016]在一些示例性实施例中，槽布置在附接到至少一个侧面板的侧面板衬套中。由此，可提供用于保持垫片组件的刚性、成型稳定且连续的槽，以用于允许高的密封性能。
[0017]在一些示例性实施例中，侧面板衬套具有至少6 mm且特别为至少8 mm的厚度。备
选地，侧面板衬套可具有在6
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20 mm、特别为8
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15 mm的范围内的厚度。由此，相对深的槽可形成在侧面板衬套中，以用于容纳相对厚且因此相对弹性的压缩状态中的垫片组件。
[0018]在一些示例性实施例中，槽与两个角梁的梁衬套、板组的顶板和板组的底板相关联。换句话说，槽可设置在附接到梁衬套、顶板和底板的框架中，或槽可整体地形成在梁衬套、顶板和底板的一部分中。使槽形成在附接到梁衬套的单独框架中允许提供刚性、成型稳定且连续的槽以用于保持垫片组件，使得实现高的密封性能。然而，使槽整体地形成在梁衬套、顶板和底板的一部分中可允许具有所述槽的板组的制造更简化。
[0019]在一些示例性实施例中，槽布置在矩形框架或凸缘中，该矩形框架或凸缘焊接、焊合(solder)或以其它方式持久地附接到侧面板衬套或附接到两个角梁的至少梁衬套本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种板式热交换器，所述板式热交换器包括顶部头(2)、底部头(3)、四个侧面板(11、12、13、14)和四个角梁(21、22、23、24)，其中所述侧面板(11、12、13、14)和所述角梁(21、22、23、24)沿纵向方向(4)从所述底部头(3)延伸到所述顶部头(2)，其中每个侧面板(11、12、13、14)与两个角梁(21、22、23、24)相关联，其中所述顶部头(2)、所述底部头(3)、所述四个侧面板(11、12、13、14)和所述四个角梁(21、22、23、24)连结在一起以形成用于容纳堆叠的热交换板(27)的板组(5)的密封封壳，其中连续的垫片组件(6、7、8、9)布置在至少一个侧面板(11、12、13、14)与两个角梁(21、22、23、24)、所述顶部头(2)和所述底部头(3)之间的接触区域中，其中所述垫片组件(6、7、8、9)位于槽(46)中，其中所述垫片组件(6、7、8、9)是由多个垫片节段组成的分段式垫片组件(6、7、8、9)，且其中每个垫片节段由石墨材料制成。2.根据权利要求1所述的板式热交换器，其中，所述至少一个侧面板(11、12、13、14)借助于螺纹部件沿压制方向(68)压靠所述两个角梁(21、22、23、24)、所述顶部头(2)和所述底部头(3)，且其中在松弛状态中的所述垫片组件(6、7、8、9)沿所述压制方向(68)的高度尺寸大于所述槽(46)沿所述压制方向(68)的总深度尺寸、特别地大5
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50%且更特别地大15
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35%。3.根据前述权利要求中任一项所述的板式热交换器，其中，当所述至少一个侧面板(11、12、13、14)安装且压靠所述两个角梁(21、22、23、24)、所述顶部头(2)和所述底部头(3)时，所述垫片组件(6、7、8、9)在压缩状态中，且与所述至少一个侧面板(11、12、13、14)相关联的邻接表面同与所述两个角梁(21、22、23、24)、所述顶部头(2)和所述底部头(3)相关联的对应邻接表面具有金属对金属的接触，以用于提供保护以防所述垫片组件(6、7、8、9)过度上紧。4.根据前述权利要求中任一项所述的板式热交换器，其中，所述槽(46)布置在以下部分中的一者或多者中或与其相关联：所述至少一个侧面板(11、12、13、14)、附接到所述至少一个侧面板(11、12、13、14)的侧面板衬套(41、42、43、44)、所述两个角梁(21、22、23、24)、所述两个角梁(21、22、23、24)的梁衬套(31、32、33、34)、所述顶部头(2)、所述底部头(3)、所述板组(5)的顶板(25)或所述板组(5)的底板(26)。5.根据权利要求4所述的板式热交换器，其中，所述槽(46)布置在矩形框架(61、62、63、64)或凸缘中，所述矩形框架或凸缘焊接、焊合或以其它方式持久地附接到所述侧面板衬套(41、42、43、44)或附接到所述两个角梁(21、22、23、24)的至少梁衬套(31、32、33、34)。6.根据前述权利要求中任一项所述的板式热交换器，其中，所述垫片组件(6、7、8、9)在松弛状态中具有基本矩形形状的横向截面，其具有沿所述垫片组件(6、7、8、9)的预期压缩方向的某一高度尺寸且具有垂直于所述预期压缩方向的某一宽度尺寸，且其中在所述松弛状态中的所述垫片组件(6、7、8、9)的横向截面的高度/宽度的比率在0.75
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1.75、特别为1.0
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1.5且更特别为1.1
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1.4的范围内。7.根据前述权利要求中任一项所述的板式热交换器，其中，所述槽(46)在所述至少一个侧壁的安装的且金属对金属接触的状态中具有基本矩形形状的横向截面，其具有沿所述垫片组件(6、7、8、9)的预期压缩方向的某一深度尺寸且具有垂直于所述预期压缩方向的某一宽度尺寸，且其中所述槽(46)的横向截面的深度/宽度的比率在0.6

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：阿尔法拉瓦尔维卡布公司，
类型：发明
国别省市：