热交换器板模块、板式热交换器和板式热交换器生产工艺制造技术

本公开内容涉及包括压制热交换器板(201)和平板(201')的热交换器板模块(200)以及包括多个模块(200)的热交换器(1)。模块中的板包括：包括至少一个流体端口(110)的第一纵向端部部分(101)、包括至少一个流体端口(120)的第二纵向端部部分(102)以及布置在第一纵向端部部分与第二纵向端部部分中间的中间热交换部分(103)。压制热交换器板(201)还包括在板的厚度方向(d)上具有交替的顶部和底部的压制波纹图案(P)。压制图案(P)在第一和/或第二纵向端部部分(101；102)中包括引导流体流到至少一个流体端口(110；130)中的第一流体通道图案(FCP1)和/或绕过至少一个流体端口(120；140)的第二流体通道图案(FCP2)。在中间热交换部分(103)中，第三流体通道图案(FCP3)与第一流体通道图案(FCP1)和/或第二流体通道图案(FCP2)流体连通且包括多个纵向延伸的波浪形压制线(1030)，其构造成当压制热交换器板(201)附接到平板(201')时在热交换器板模块(200)的纵向方向(l)上形成分立的流体通道(31)。可提供紧凑的热交换器结构。凑的热交换器结构。凑的热交换器结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热交换器板模块、板式热交换器和板式热交换器生产工艺


[0001]本专利技术涉及一种如本文中所附独立权利要求的前序部分中限定的包括压制板和平板的热交换器板模块。本公开内容还涉及一种如本文中所附独立权利要求的前序部分中限定的板式热交换器。此外，本公开内容还涉及一种用于板式热交换器的生产的工艺。

技术介绍

[0002]板式热交换器或PHE是通常包括以对准方式布置成堆叠的多个金属传热板的热交换器。金属板用于分离两个流体并且在流体之间传递热。在板式热交换器中，不同温度的流体分布在板的相应表面上，板可包括提供增加的热交换面积的数个翅片。翅片可通过使板成波纹状来提供。热交换器板的堆叠可布置在端板之间，并且所有的板可例如通过焊接或钎焊连接。在一些变型中，可使用将热交换器板和端板压向彼此的压力板。为能够在流体之间传递热，需要用于相应流体的流动通道，并且这可取决于热交换器类型和所论述的流体以不同的方式实现。
[0003]存在不同类型的板式热交换器(PHE)，并且板式热交换器可适用于不同类型的热流体。众所周知的PHE包括例如钎焊或熔接热交换器，其中热流体的流动一般以逆流方式布置在单独的通道中。不使用垫片或类似物来分离流体。还存在所谓的垫片板式热交换器(GPHE)，其中垫片布置在传热板之间以确保热流体不会与彼此混合。在热交换器中，流动通道通常限定在传热板之间，最初不同温度的流体可流动通过这些通道，以将热从一个流体传递到另一个。在钎焊或熔接热交换器中，可使用带有槽的板，这些槽形成具有交替的热流体和冷流体的平行流动通道。GB718991公开了一种已知类型的钎焊板式热交换器。该文献示出一种具有板的热交换器，板利用交替的波纹板和平板形成热交换器表面，其中，每个流体布置成在波纹板的两侧上流动。然而，在板式热交换器的组装中，需要若干构件，即例如带有缝隙的波纹条，这些构件需要固定在由侧壁和金属盘围成的空间中。
[0004]尽管存在现有的板式热交换器解决方案，但板式热交换器中仍需要改进。尤其需要制造简单并且需要最少量的金属原材料的紧凑的板式热交换器。另外，需要适用于结合尤其是例如从100巴向上的高压来使用的板式热交换器。还期望适用于热气体与冷气体之间热交换的热交换器，尤其是当气体中的至少一者以高压提供时，本文中称为高压气体(HPG)板技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的在于减轻、缓和或消除现有技术中的上述缺陷中的一个或多个，并且提供用于热交换器板的解决方案，由此热交换器板的设计稳健并且允许在不同类型的板式热交换器中的有效热交换。
[0006]另一个目的在于提供一种适用于在高压下使用的热交换器板。
[0007]又一个目的在于提供一种需要最少量的金属原材料的制造方法。
[0008]还有一个目的在于降低用于板的成本。
[0009]另外，还期望增加板上用于热交换过程的面积。因此，本专利技术的又一个目的在于使得能够增加用于热交换的板面积的利用率。
[0010]上文提到的目的由如所附权利要求中所限定的本专利技术实现。
[0011]根据第一方面，提供一种包括压制热交换器板和平板的热交换器板模块，其中，压制热交换器板和平板具有两个相反的侧表面，在板的纵向方向、垂直于纵向方向的横向方向和厚度方向上的延伸部。板(即压制板和平板两者)在纵向方向和横向方向上具有基本相同的外部形状，并且模块中的板包括：
[0012]·
包括至少一个流体端口的第一纵向端部部分，
[0013]·
包括至少一个流体端口的第二纵向端部部分，以及
[0014]·
布置在第一纵向端部部分与第二纵向端部部分中间的中间热交换部分。
[0015]压制热交换器板还包括在板的厚度方向上具有交替的顶部和底部的压制波纹图案。压制图案尤其：
[0016]·
在第一纵向端部部分和/或第二纵向端部部分中包括引导流体流到至少一个流体端口中的第一流体通道图案和/或绕过至少一个流体端口的第二流体通道图案，
[0017]·
在中间热交换部分中包括第三流体通道图案，该第三流体通道图案与第一流体通道图案和/或第二流体通道图案流体连通，且包括多个纵向延伸的波浪形压制线，该压制线构造成当压制热交换器板附接到平板时，在热交换器板模块的纵向方向上形成分立的流体通道。
[0018]通过本专利技术的热交换器板模块，其中压制板包括整体结合的流体端口，且其中压制流体通道图案允许流体流过或绕过整体结合的端口并且在端口中间提供大的热交换面积，其提供允许在不同类型的板式热交换器中进行有效的热交换的稳健的热交换器板模块。归因于板模块的稳健构造，故模块适用于构造成用于高流体压力的板式热交换器或在热流体与冷流体之间具有大差压的热交换器中。此外，归因于具有整体结合的端口的热交换器板模块的结构和特定的流体通道图案，与现有技术解决方案相比，板的厚度可减小，从而需要最少量的金属原材料。因此，有可能降低用于板的成本。另外，归因于压制板中的流动通道图案，该结构提供较大的热交换面积。
[0019]为了确保模块是不透流体的，平板沿第一流体通道图案、第二流体通道图案和第三流体通道图案的延伸部附接到压制热交换器板。
[0020]第一流体通道图案和/或第二流体通道图案可与第三流体通道图案形成不连续的图案。不连续的图案可包括第一流体通道图案和/或第二流体通道图案与第三流体通道图案之间的中断部分。这样，有可能便于流体流在第一流体通道图案和/或第二流体通道图案与第三流体通道图案之间的转移。
[0021]由压制板中相应的第一流动通道图案和第二流动通道图案与平板一起形成的流动通道的量少于由压制板中第三流动通道图案和平板形成的分立的流动通道的量。以该方式，对于第一纵向端部部分和第二纵向端部部分，需要较小的面积，并且可获得材料节省。
[0022]根据实施例，第一纵向端部部分和第二纵向端部部分中的每个都可包括两个流体端口，由此例如可将对角线(diagonal)或平行的流体流布置在板式热交换器中，导致流体之间的有效热交换。相应的第一纵向端部部分和第二纵向端部部分可包括引导流体流到至少一个流体端口中和/或绕过至少一个流体端口的第一流体通道图案和第二流体通道图
案。然后，第一流体通道图案和第二流体通道图案可构造成在第一纵向端部部分和第二纵向端部部分中的流体端口之间提供对角线流动。备选地，第一流体通道图案和第二流体通道图案可构造成在第一纵向端部部分和第二纵向端部部分中的流体端口之间提供平行流动。在一些应用中，平行流动可能比对角线流动更合意。
[0023]根据前述技术方案中任一项的热交换器板模块，其中，在第三流体通道图案中，波浪形压制线的量(且因此与平板一起形成的流体通道的量)为10至150，或10至50，或12至20。因此，热交换表面可适应期望的应用。在第三流体通道图案中，波浪形压制线中的全波的数量可为8
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100，或8至50，或8至20，导致调适量以适合期望应用的可能性。优选地，在第三流动通道图案中，波浪形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种热交换器板模块(200)，所述热交换器板模块(200)包括压制热交换器板(201)和平板(201')，所述压制热交换器板和所述平板具有两个相反的侧表面，在所述板的纵向方向(l)、垂直于所述纵向方向的横向方向(t)和厚度方向(d)上的延伸部，其中，所述板(201,201')在所述纵向方向和所述横向方向上具有基本相同的外部形状，所述模块中的板包括：
·
包括至少一个流体端口(110)的第一纵向端部部分(101)，
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包括至少一个流体端口(120)的第二纵向端部部分(102)，
·
布置在所述第一纵向端部部分与所述第二纵向端部部分中间的中间热交换部分(103)，其中所述压制热交换器板(201)还包括在压制板(201)的所述厚度方向(d)上具有交替的顶部和底部的压制波纹图案(P)，压制图案(P)包括：
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在所述第一纵向端部部分(101)和/或所述第二纵向端部部分(102)中，引导流体流到所述至少一个流体端口(110；130)中的第一流体通道图案(FCP1)和/或绕过所述至少一个流体端口(120；140)的第二流体通道图案(FCP2)，
·
在所述中间热交换部分(103)中，第三流体通道图案(FCP3)，所述第三流体通道图案(FCP3)与所述第一流体通道图案(FCP1)和/或第二流体通道图案(FCP2)流体连通，且包括多个纵向延伸的波浪形压制线(1030)，其构造成当所述压制热交换器板(201)附接到所述平板(201')时在所述热交换器板模块(200)的纵向方向(l)上形成分立的流体通道(31)。2.根据权利要求1所述的热交换器板模块，其中，所述平板(201')沿所述第一流体通道图案(FCP1)、所述第二流体通道图案(FCP2)和所述第三流体通道图案(FCP3)的延伸部附接到所述压制热交换器板(201)。3.根据权利要求1或2所述的热交换器板模块，其中，所述第一流体通道图案(FCP1)和/或所述第二流体通道图案(FCP2)利用在所述第一流体通道图案(FCP1)和/或所述第二流体通道图案(FCP2)与所述第三流体通道图案(FCP3)之间的中断部分(151；152)与所述第三流体通道图案(FCP3)形成不连续的图案。4.根据权利要求3所述的热交换器板模块，其中，由所述压制板(201)中相应的第一流体通道图案(FCP1)和第二流体通道图案(FCP2)与所述平板(201')一起形成的流体通道的量少于由所述压制板(201)中的第三流体通道图案(FCP3)和所述平板(201')形成的分立的流动通道的量。5.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器板模块，其中，所述第一纵向端部部分(101)和所述第二纵向端部部分(102)中的每个包括两个流体端口(110,130；120,140)。6.根据权利要求5所述的热交换器板模块，其中，相应的第一纵向端部部分(101)和第二纵向端部部分(102)包括引导流体流到所述至少一个流体端口(110；140)中和/或绕过所述至少一个流体端口(120；130)的第一流体通道图案(FCP1)和第二流体通道图案(FCP2)，且其中，所述第一流体通道图案(FCP1)和所述第二流体通道图案(FCP2)构造成在所述第一纵向端部部分(101)和所述第二纵向端部部分(102)中的流体端口(110,140；120,140)之间提供对角线流动或平行流动。7.根据权利要求5所述的热交换器板模块，其中，相应的第一纵向端部部分(101)和第二纵向端部部分(102)包括引导流体流到所述至少一个流体端口(110；140)中和/或绕过所
述至少一个流体端口(120；130)的第一流体通道图案(FCP1)和第二流体通道图案(FCP2)，且其中，所述第一流体通道图案(FCP1)和所述第二流体通道图案(FCP2)构造成在所述第一纵向端部部分(101)和所述第二纵向端部部分(102)中的流体端口(110,140；120,140)之间提供平行流动。8.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器板模块，其中，所述板(201,201')具有0.25至5.0mm或者0.3至3.0mm的厚度。9.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器板模块，其中，所述流体通道图案(FCP1；FCP2；FCP3)的压制深度为至少0.5mm。10.一种板式热交换器(1)，所述板式热交换器(1)包括多个堆叠的热交换器板模块(200)，其中，在堆叠(301)中，所述模块布置成使得每隔一个板是压制热交换器板(201)，且每隔另一个是平板(201')，其中，所述平板和所述压制热交换器板中的每个具有两个相反的侧表面，在所述板的纵向方向(l)、垂直于所述纵向方向的横向方向(t)和厚度方...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：阿法拉伐股份有限公司，
类型：发明
国别省市：