[发明专利]一种高效全铝合金换热器

说明书

技术领域：

本发明涉及换热器技术领域，特别涉及一种高效全铝合金换热器。 

背景技术：

目前，广泛应用于石油、化工、冶金等领域的换热器，主要有管壳式、板式、螺旋板式、振动盘管式、板翅式换热器等。 

板式换热器是一种高效节能换热器，具有体积小、重量轻、单位体积换热面积大、阻力低及多股流同时换热的优点。板式换热器主要由一组长方形的薄金属板平行排列构成，用框架将板片夹紧组装于支架上；两相邻板片的边缘衬以垫片(橡胶或压缩石棉等)压紧，以达到密封的目的；板片四角有圆孔，形成流体的通道。冷、热流体交替地在板片两侧流过，通过板片进行换热；板片通常被压制成各种槽型或波纹型的表面，这样既增强了刚度，不致受压变形，同时也增强流体的湍动程度，增大传热面积，亦有利于流体的均匀分布。板式换热器大多用于空分设备、空分液化设备、天然气液化及分离设备和石油、天然气化工设备及乙烯冷箱。 

板式换热器的主要优点是：因板式换热器中板面被压制成波纹或 沟槽，可在低流速下即可达到湍流，故总传热系数高，而流体阻力却增加不大，污垢热阻亦较小；结构紧凑，单位体积设备提供的传热面积大；操作灵活性大，可以根据需要调节板片数目以增减传热面积或以调节流道的方法，适应冷、热流体流量和温度变化的要求；加工制造容易、检修清洗方便、热损失小。 

目前板式换热器最大设计压力国外为9.6MPa，国内为8.0MPa。随着石油、天然气工业的发展，开发更高压板式换热器势在必行。板式换热器的主要缺点是：不允许操作高压，压力超过10MPa，容易泄漏；操作温度不能太高，因受垫片耐热性能的限制，如对合成橡胶垫圈不超过130℃，对压缩石棉垫圈也应低于250℃，对于低温则不能低于-50℃；流体处理量不大，因制造工艺受压力的严格限制，板间距小，流道截面较小，流速亦不能过大。 

板翅式换热器是一种轻巧、紧凑、高效换热器。最早用于航空工业，现已在石油化工、天然气液化、气体分离等部门中应用，获得良好效果。 

板翅式换热器的基本结构，是由平隔板和各种型式的翅片构成板束组装而成；在两块平行薄金属板(平隔板)间，夹入波纹状或其它形状的翅片，两边以侧条密封，即组成一个单元体；各个单元体又以不同的迭积和适当的排列，并用钎焊工艺固定，成为常用的逆流或错流板翅换热器组装件，称为芯部或板束；再将带有集流出口的集流箱焊接到板束上，即为板翅式换热器。 

板翅式换热器一般由铝合金制造，铝的导热系数高，密度亦小，在同样的传热面积情况下，板翅式换热器的重量仅为列管式换热器的十分之一左右；单位体积传热面积大，而强度仍然较高，因波形翅片既是传热表面，又是隔板之间的有力支撑，故承受压力达5MPa左右。板翅式换热器的优点是：轻巧紧凑；传热效率高，由于具有各种形状的翅片，在不同程度上都对促进湍流和破坏层流边界层起着显著作用，隔板及翅片都是传热面，因此极大地提高了传热效果；操作温度范围较广，可在200℃至绝对零度范围内使用，适用于低温或超低温场合。 

板翅式换热器的缺点是：流道很小、易堵塞，清洗困难，故要求使用专用物料来清洁；其结构较复杂，如果发生内漏后很难修复，流体阻力亦较大；另外钎焊工艺的使用使板翅式换热器同样不能承受10MPa以上的压力。 

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种高效全铝合金换热器，主要用于炼油工程、化学工程、低温工程、天然气液化、液体汽化、气体分离等工业领域，是可用于超低温气体液化或液体汽化的高效热交换装置。 

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案： 

它包括壳体、壳体外连接的主流体进、出口管、换热介质进、出口管，壳体内具有至少一个以挤压工艺一体成型全铝合金换热片；换 热片上具有换热翅片，换热片具有缺一个角形成的缺口，各换热片的缺口相互错位；换热片中部沿长度方向开设有无缝微孔通道；无缝微孔通道以及主流体进口管和主流体出口管连通构成主流体通道；换热片缺口和换热翅片之间的间隙、相邻换热片之间的间隙、换热介质进口管和换热介质出口管一起构成换热介质通道。 

壳体内具有多个换热片，各换热片平行排列，位于上层的换热片、换热片缺口、位于下层的换热片、换热介质进口管和换热介质出口管构成换热介质通道。 

与现有技术相比，本发明全铝合金换热器有以下优点： 

1、传热性能好；铝合金有相对较高的导热性，翅片增大换热面积的同时，微孔通道使流体在低流速下即可达到湍动状态，提高了总传热系数。