[发明专利]一种耐高压的圆形波纹板板壳式换热器

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种强化换热技术领域的换热器。

背景技术

板式换热器由于具有换热效率高、结构紧凑的特点而广泛应用于能源、动力、供热、制冷等多种领域。随着板式换热器技术的成熟，在一些领域已经取代了传统的管壳式换热器。但现有的矩形板式换热器普遍存在承压能力较低的问题。在石油化工等常见压力较高的领域中，板式换热器的应用受到了极大的限制。开发一种能够承受高压且结构紧凑的板式换热器在能源动力领域有着广泛的应用前景。目前虽然存在一些全焊接的板壳式换热器，但其工作压力一般不超过4.5MPa，且体积相对较大，紧凑度不高。这些全焊接的板壳式换热器以矩形板片作为传热元件，并将板束置于矩形或圆形的壳体中以提升承压性能。这种板式换热器承压能力有限且体积较大。

普通板式换热器中两种介质的通道结构相同，对于两侧换热介质物性相差较大的一些工况，会出现设计上的不匹配，进而造成体积和材料上的浪费。例如当利用水冷却高粘度润滑油时，由于润滑油的粘度远高于水的粘度，相同流量下润滑油的流动阻力会远高于冷却水的流动阻力，通常润滑油的流动阻力达到设计要求的上限时，冷却水侧的流动阻力还远未达限值，这就造成了设计上的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供适用于不同种类流体间换热、尤其适合于热物性相差较大的两种介质间换热的一种耐高压的圆形波纹板板壳式换热器。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种耐高压的圆形波纹板板壳式换热器，其特征是：包括壳体、盖板、波纹板板束、导流块、支撑板，波纹板板束包括波纹板，波纹板板束通过支撑板固定在壳体里，壳体两端通过盖板密封，壳体上设置壳程出口、壳程进口，盖板上设置板程进口、板程出口，外壳与波纹板板束间的环形区域被导流块分隔成壳程进口腔室和壳程出口腔室，壳程进口连通壳程进口腔室，壳程出口连通壳程出口腔室，波纹板板束上开有角孔，板程进口和板程出口通过波纹板板束的角孔相连通。

本发明还可以包括：

1、两个波纹板压在一起形成板片对，板片对内部形成壳程出口、壳程进口之间的板间通道，板片对连接在一起形成波纹板板束，板片对之间形成板程进口、板程出口之间的板间通道。

2、所述的板程进口位于换热器本体的上端，板程出口位于换热器本体的下端，壳程出口位于外壳上板程进口一侧，壳程进口位于外壳上板程出口一侧。

3、波纹板采用平直波纹或人字形波纹的圆形板片，波纹板两面波纹高度不同。

本发明的优势在于：

1、承压能力强。板片采用全焊接的方式相连接，不用密封垫片，承压能力比可拆式和钎焊式板式换热器强。普通的矩形板片承压时会出现应力集中。采用的圆形板片承压时应力分布均匀，不易因出现局部应力集中而造成破损泄露，比普通的矩形板片承压能力更好。此外，采用板壳式设计，将板束包围在壳体内，进一步提升了密封性能和承压能力。

2、换热效率高。板束内的板间通道为人字形或双人字形波纹通道，交叉接触点多。流体在板间通道内绕接触点成涡流流动，扰流强烈，能有效破坏粘性介质流动时的边界层，起到强化传热的作用。

3、结构紧凑，单位体积内的传热面积大。本发明中的波纹板排列紧密，且换热器整体结构简单紧凑，在相同体积下，本发明比管壳式换热器具有更大的传热面积。与采用矩形板片的板壳式换热器相比，结构更为紧凑。

4、选材范围广。本发明中的波纹板可以采用多种不同材料，例如各种型号的不锈钢、铜合金、钛合金等，以适用于不同种类的换热介质。

5、适用范围广。圆形波纹板两侧波纹高度不同，在两侧介质流量、物性参数相差较大时具有较强的适用性。且换热器可以根据实际需要将两侧介质设计成多种流程组合。

6、加工简单、易于安装。本发明所述的非对称通道圆形波纹板加工方便快捷，生产周期短，成本低，特别适合于工业化批量生产。

综上所述，本发明是一种兼备管壳式换热器耐压能力高和板式换热器紧凑度强、传热系数大特点的新型板壳式换热器，而且具有使用范围广、可靠性高、易于制造的特点，具有良好的发展应用前景。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为A-A剖视图；

图3为两侧介质在本发明内流动分配的示意图；

图4为板片对焊接的结构示意图；

图5为板束焊接的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：