[发明专利]具有通过板材条带连接的多个模块的板式热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种板式热交换器以及一种用于制造该板式热交换器的方法，该板式热交换器包括：

·至少两个模块，其中，每个模块具有大量堆垛形布置的通道，这些通道可以交替地由热交换介质穿流并且通过隔片彼此分开；

·这些模块整体上是直角平行六面体形的并且在外侧通过盖片来限界；

·这些模块以如下方式并排地布置，即，一个直角平行六面体形模块的一个矩形侧面直接与另一直角平行六面体形模块的一个相应矩形侧面相邻；

·这些模块具有用于输入和输出热交换介质的器件以及用于向各个通道上分配热交换介质和从各个通道收集热交换介质的器件（头部（Header））；并且

·其中，至少两个模块具有至少一个共同头部。

背景技术

硬钎焊的、由铝制成的板式热交换器在不同压力和温度下被使用在很多设备中。这些设备例如用在空气分解、天然气液化中或者用在用于制造乙烯的设备中。

这类板式热交换器例如在ALPEMA报告（ALPEMA report）（2000）“The Standards of the brazed aluminium plate-fin heat exchanger manufactures association”中进行了描述。从其中得到的图在图1中作为现有技术示出并且在下面来描述。

在图1中示出的板式热交换器1用于五个不同的过程流A、B、C、D和E的热交换。该热交换器1是块形的并且装备有用于输入和输出各个过程介质的不同器件6。这些器件6在下面并且在本申请范围内被称为短接管。该热交换器同样具有用于分配和收集各个过程流A、B、C、D和E的多个器件7，这些器件在下面并且在本申请范围内被称为头部。

板式热交换器1主要包括大量堆垛形布置的通道3，这些通道通过隔片4彼此分离。不同的介质在这些单个的通道3中流动。热交换间接地通过热接触来进行，该热接触通过盖片5和通过在通道中布置的波纹形结构（在下面并且在本申请范围内称为翅片）来产生。各个介质A、B、C、D和E通过接管6引导到头部7中并且因此分配到对应设置的、堆垛形布置的通道3上。在通道的入口区域中有所谓分配翅片2，这些分配翅片引起介质在各个通道3内的均匀分配。由此，这些介质横向于翅片3的波纹方向流过通道3。翅片3与隔片4连接，由此来产生更强的导热接触。由此，热交换可以在流到相邻的通道3中的两个不同的介质之间进行。在流动方向上看，在通道的端部处有类似的分配翅片2，这些分配翅片引导介质由通道出来到头部7中，在那里，介质被收集并且通过接管6被排出。这些单个的通道3通过所谓侧栏8向外封闭。整个热交换器块由多个盖片5向外限界。

这类板式热交换器主要适用于至少2种介质的热交换。但是，如图1中所示，通过合适的结构设计也可以多于2种介质参与热交换。这允许非常有效的过程控制和有效的热利用或冷利用。

这类板式热交换器例如由铝硬钎焊制成。带有翅片、分配翅片、盖片和侧栏的单个通道被彼此叠置地堆垛、设置焊剂并且在炉中硬钎焊。然后，头部和短接管被焊接到通过上述方式产生的块上。

通过上面描述的制造方法，由钎焊炉的大小和几何形状也预先给定了这类板式热交换器块的最大尺寸。但是，工艺需求经常需要更大的热交换面并且由此需要更大的热交换器块。为了胜任这些要求，按照现有技术的板式热交换器在这类情况下包括至少两个模块。模块在本申请范围内理解为在钎焊炉中如开头所述那样制造的热交换器块。多个这类模块按照现有技术彼此连接并且装备有用于分配和收集参与热交换的介质的共同头部。板式热交换器的两个模块之间的连接在此按照现有技术通过侧栏来进行。

在图1中所示的按照现有技术的板式热交换器包括一个模块。为了制造具有多个模块的板式热交换器，将如图1中所示的热交换器块（即没有头部和接管）与第二个这种类型的热交换器块熔焊。在盖片5上，沿该盖片的棱边焊接侧栏。应当与第一模块进行连接的第二模块以如下方式布置，即，这两个模块的两个直接相邻的侧面对应地具有相同的盖片。由直接相邻另一模块的盖片形成的面下面称为接触面。为了连接，将盖片与直接相邻的模块的盖片上的侧栏熔焊。这些侧栏因此按照现有技术可以说形成盖片上的框架。该框架与相邻模块的盖片熔焊并且以这种方式产生两个模块之间的连接。这两个连接后的模块由此形成新的热交换器块，该热交换器块比钎焊炉自己的几何形状所允许的大。以这种方式可以将任意多个模块彼此连接成任意大小的热交换器块。在此，两个相邻的模块具有至少一个共同的头部。