板翅式换热器两相流体均布器制造技术

一种板翅式换热器两相流体均布器，其特征在于：包括入口板、中间挡板、出口板以封条，入口板、中间挡板、出口板从前至后依次以板面相对间隔竖立设置；在入口板和中间挡板间形成前级气液分离室，在中间挡板和出口板间形成后级气液分离室；入口板上部沿横向间隔排布有多个气液进口，而中间挡板上沿横向间隔排布有多个气体流通口，且这些气体流通口和所述气液进口在横向上相错开；中间挡板下部开设液体流通口；出口板上沿横向间隔排布有多个气液混合出口，这些气液混合出口与相邻中间挡板上的气体流通口在横向上相错开。本发明专利技术可有效提高板翅式换热器各层通道单元的气液分布均匀度，并且结构简单，制作成本不高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及板翅式换热器，具体涉及一种板翅式换热器用两相流体均布器。
技术介绍
板翅式换热器是一种以翅片为传热元件的高效的换热器，可参见技术标准《GB/T7261-94铝制板翅式换热器》，标准的板翅式换热器都由板束体、封头、接管及支座等附件组成，板束体由两种或两种以上的层通道单元间隔叠加组成。两种层通道单元均由翅片、导流片、封条及隔板组成，两种层通道单元的不同方位的周向侧边上引出本单元的流体进出口，然后在板束体侧部上沿厚度方向焊接上封头对同种的通道单元的流体进出口加以包容，在封头上再焊接上各自的接管作为总进口和出口，即组成为一个换热器。板翅式换热器具有传热效率高、结构紧凑、换热通道数量可扩展、适应性大、重量轻等特点，因此，在气-气、液-液、气-液两股及以上的换热设备中应用广泛，特别近来年应用领域不断扩大，应用于两相混合流体的换热越来越多，譬如煤层气(瓦斯)、天然气的回收应用中，其换热介质即为气液混合流体。当介质为气液两相混合流体时，因气相和液相密度不同，造成各层通道单元中气相和液相分布不均匀，并且，在每一层通道单元的流动断面上气相和液相分布也不均匀，导致换热效率大幅降低，只达到设计工况的40～50％，有时降到10～20％，甚至更低，严重偏离设计工况。因此，在设计中如何使气、液两相尽可能地均布，是保证两相流体换热正常进行的基础。目前，国际上通用的解决两相流体均布的方案主要有以下几种：一、利用气液分离器和喷射管，在每一层通道单元中设置喷射管，即先用气液分离器将气、液两相分离开，然后将液相经喷射管上均匀分布的小孔喷入层通道单元中，将气相经导流片均匀分布到层通道单元中。此方案需加设气液分离器和连接管路，体积庞大、成本高、安装复杂。二、利用气液分离器和横向翅片，均布原理基本与第一种相同，仅是在每一层通道单元中垂直于气流方向设置一横流翅片以代替喷射管。三、利用多孔板，在封头中设置一多孔网板，气、液两相同时由一根管道导入封头，在封头中利用多孔网板的流通截面积改变，使气流速度加快，使气相夹带着液相通入各层通道单元。该方案结构简单，但气、液混合均匀效果不及前两种，效果较差。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种板翅式换热器两相流体均布器，在限制板翅式换热器整体成本、体积的前提下使各层通道单元间的气、液两相均匀度提高。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种板翅式换热器两相流体均布器，包括一入口板、至少一中间挡板、一出口板以及多根封条，所述入口板、中间挡板、出口板从前至后依次以板面相对间隔竖立设置；所述入口板和中间挡板之间以所述-->封条连接封闭，以此在入口板和中间挡板间形成至少一前级气液分离室；所述中间挡板和出口板之间也以所述封条连接封闭，以此在中间挡板和出口板间形成至少一后级气液分离室，该后级气液分离室与前级气液分离室数量相同，且位置对应；对应每个前级气液分离室的上部，入口板上沿横向间隔排布有多个气液进口，而中间挡板上沿横向间隔排布有多个连通前、后级气液分离室的气体流通口，且这些气体流通口和所述气液进口在横向上相错开；对应每个前级气液分离室的下部，中间挡板上开设连通前、后级气液分离室的液体流通口；对应每个后级气液分离室，出口板上沿横向间隔排布有多个气液混合出口，这些气液混合出口与相邻中间挡板上的气体流通口在横向上相错开。上述技术方案中的有关内容解释如下：1、上述方案中，“所述入口板、中间挡板、出口板从前至后依次以板面相对间隔竖立设置”中的“竖立”是以本均布器的使用状态定义的，如附图2所示，本均布器竖立着使用。并且，所述“横向”是指入口板、中间挡板和出口板的板面上与竖向相垂直的另一方向。2、上述方案中，所述入口板和中间挡板之间的四周及中部均以所述封条连接封闭，以此在入口板和中间挡板间分隔形成沿上下竖向排列的多个前级气液分离室；所述中间挡板和出口板之间四周及中部均以所述封条连接封闭，以此在中间挡板和出口板间分隔形成沿上下竖向排列的多个后级气液分离室。3、上述方案中，所述气液进口、气体流通口和气液混合出口可以直接是一槽形孔，也可以由多个小孔聚拢构成。较佳方案是：所述气液进口、气体流通口均由多个小孔聚拢构成，所述气液混合出口为沿上下竖向布置的长槽孔。4、上述方案中，所述气液混合出口对应位于后级气液分离室的中上部，以此使使用时后级气液分离室下部和前级气液分离室下部均成为一贮液区。5、上述方案中，所述中间挡板有两块：第一中间挡板和第二中间挡板；所述第一中间挡板和第二中间挡板以板面相对置于入口板和出口板之间，所述第一中间挡板和第二中间挡板间也以所述封条连接封闭，以此在第一中间挡板和第二中间挡板间形成至少一中级气液分离室，该中级气液分离室与前级气液分离室数量相同，且位置对应；并且，所述第一中间挡板和第二中间挡板上的气体流通口在横向上也相互错开。所述入口板上的气液进口与第二中间挡板上的气体流通口的位置相对准，所述第一中间挡板上的气体流通口与出口板上的气液混合出口的位置相对准。本专利技术工作原理是：本专利技术利用入口板、中间挡板和出口板相距层叠形成前级气液分离室和后级气液分离室，并且在入口板、中间挡板和出口板上分别错开开设气液进口、气体流通口和气液混合出口。使用时如附图4所示，本专利技术均布器18设于封头15内，并将其上各气液混合出口14对准板束体上的各层通道单元16的进口17。如附图2、附图3所示，气液两相流体经入口板1上的气液进口9进入前级气液分离室6后，流体中的气相(如空心箭头所示)带液相拐弯经第一中间挡板2上的气体流通口10进入中级气液分离室7，而同时流体中的部分液相(如实心箭头所示)会因第一中间挡板2的阻挡并由重力作用流淌至前级气液分离室6底部；接着，进入中级气液分离室7的流体中的气相(如空心箭头所示)再拐弯经第二中间挡板3上的气体流通口11进-->入后级气液分离室8，而同时又有部分液相(如空心箭头所示)会因第二中间挡板3的阻挡并由重力作用流淌至中级气液分离室7底部；在上述过程中，流体中的液相被分离出来汇聚在气液分离室底部，从而镇定下来，液相的动力降低，而流体中的气相经上述流通路径速度加快，使其从而最终气相将液相均匀地夹带着从气液混合出口14朝向各个层通道单元的进口喷射，从而达到气液两相均匀的目的。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点和效果：本专利技术在现有多孔板均布技术的基础上增加了气液分离室结构，同时达到了多孔板阻挡提高气相速度以及将液相分离使之镇静的作用，从而使气相速度大于液相的夹带速度，使气相能够充分均匀地夹带着液相喷射出，从而提高了气、液两相的均匀度。并且，本专利技术结构较为简单，制作也方便，制作成本不高。为证明使用本专利技术后，对提高板翅式换热器的各个层通道单元内气、液均匀度的效果，有作如下模拟实验：模拟实验条件：将本专利技术均布器如实际使用状态在其入口板侧安装上封头，将包含气体和液体的流体从圆柱形进管进入封头，流经本专利技术均布器，从本专利技术均布器的9个气液混合出口(即对应9个层通道单元的进口)流出，计算的目的是得出各个层通道单元进口处的气、液质量流量的分配情况。模拟实验结果：1)9个层通道单元进口处气体质量流量分配情况，见附图5。附图5中的图表X坐标为9个层通道单元进口处标号，标号8的层通道单元进口离圆柱形进管较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种板翅式换热器两相流体均布器，其特征在于：包括一入口板、至少一中间挡板、一出口板以及多根封条，所述入口板、中间挡板、出口板从前至后依次以板面相对间隔竖立设置；所述入口板和中间挡板之间以所述封条连接封闭，以此在入口板和中间挡板间形成至少一前级气液分离室；所述中间挡板和出口板之间也以所述封条连接封闭，以此在中间挡板和出口板间形成至少一后级气液分离室，该后级气液分离室与前级气液分离室数量相同，且位置对应；对应每个前级气液分离室的上部，入口板上沿横向间隔排布有多个气液进口，而中间挡板上沿横向间隔排布有多个连通前、后级气液分离室的气体流通口，且这些气体流通口和所述气液进口在横向上相错开；对应每个前级气液分离室的下部，中间挡板上开设连通前、后级气液分离室的液体流通口；对应每个后级气液分离室，出口板上沿横向间隔排布有多个气液混合出口，这些气液混合出口与相邻中间挡板上的气体流通口在横向上相错开。

【技术特征摘要】
1.一种板翅式换热器两相流体均布器，其特征在于：包括一入口板、至少一中间挡板、一出口板以及多根封条，所述入口板、中间挡板、出口板从前至后依次以板面相对间隔竖立设置；所述入口板和中间挡板之间以所述封条连接封闭，以此在入口板和中间挡板间形成至少一前级气液分离室；所述中间挡板和出口板之间也以所述封条连接封闭，以此在中间挡板和出口板间形成至少一后级气液分离室，该后级气液分离室与前级气液分离室数量相同，且位置对应；对应每个前级气液分离室的上部，入口板上沿横向间隔排布有多个气液进口，而中间挡板上沿横向间隔排布有多个连通前、后级气液分离室的气体流通口，且这些气体流通口和所述气液进口在横向上相错开；对应每个前级气液分离室的下部，中间挡板上开设连通前、后级气液分离室的液体流通口；对应每个后级气液分离室，出口板上沿横向间隔排布有多个气液混合出口，这些气液混合出口与相邻中间挡板上的气体流通口在横向上相错开。2.根据权利要求1所述的板翅式换热器两相流体均布器，其特征在于：所述入口板和中间挡板之间的四周及中部均以所述封条连接封闭，以此在入口板和中间挡板间分隔形成沿上下竖向排列的多个前级气液分离室；所述中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建明，卢建灿，李博实，王晔，
申请(专利权)人：李建明，
类型：发明
国别省市：32