[发明专利]带温度补偿板的三股流板壳式换热器

说明书

技术领域

本发明属于传热技术领域，涉及一种板壳式换热器，特别涉及一种带温度补偿板的三股流板壳式换热器。

背景技术

在现有的技术中，板壳式换热器集板式、管壳式换热器的优点于一体。它具有传热效率高、末端温差小、耐高温高压、紧凑化以及重量轻等优点，已被广泛应用于化肥装置，炼油厂精制装置，气体分离装置以及乙烯装置等大中型、中高压换热设备中。

常规的板壳式换热器仅能实现两股流换热，而在LNG产业、空分工艺和甲醇工艺中很多场合都是多股流的。多股流缠绕管式换热器在这些场合下得到了广泛应用。缠绕管式换热器属于管壳式换热器类型，具有管壳式换热器的优点，也有体积大、重量重等缺点。板壳式换热器要替代缠绕管式换热器，如何实现多股流是需要考虑的一个问题。

同时，板壳式换热器换热板片与端板通常是焊接方式连接，由于端板与换热板片厚薄差异较大，温差所带来的热应变就会不协调，焊缝处容易产生较大应力集中，容易产生应力破坏和应力疲劳，降低了产品的寿命和可靠性。这个问题也困扰着板壳式换热器的深入推广。

常规的两股流板壳式换热器如图1所示，包括圆筒状壳体1、板芯组2、导流块3、板侧进口管嘴4、板侧出口管嘴5、壳程进口管嘴6、壳程出口管嘴7、压紧板8、法兰面9、壳体法兰面10构成。板片11之间通过焊接形成板芯组2，板芯组2与压紧板8之间通过激光焊接连接。法兰面9与壳体法兰面10通过螺纹孔12由螺栓连接。在圆筒状壳体1的壁面上开有壳程进口和壳程出口，在法兰面9上设有板程进口和板程出口。每个板对由两片板片11沿外圆周焊接而成，构成板对的两片板片11间形成板程流道。在每片板片11上有圆形的介质进口和介质出口，板对间沿板片11的介质进口和介质出口内圆周焊接，板对间形成壳程流道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，设计一种带温度补偿板的三股流板壳式换热器，该换热器可以减小体积并降低重量。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种带温度补偿板的三股流板壳式换热器，包括左补偿结构、右补偿结构、左板片芯组、壳体、隔板、右板片芯组、左法兰面、右法兰面；

其中，所述左补偿结构主要由两块左补偿板组成，所述右补偿结构主要由两块右补偿板组成，所述左补偿板和右补偿板的截面为凸脊结构，所述两块左补偿板的外圆周面焊接连接并使两块左补偿板的凸脊抵靠，所述两块右补偿板的外圆周面焊接连接并使两块右补偿板的凸脊抵靠；

所述左板片芯组和右板片芯组的结构相同，所述左板片芯组和右板片芯组的外径小于壳体的内径；

在所述壳体的外圆周面中间位置对称开有两个通孔，该两个通孔分别为壳程流体进口和壳侧流体出口；

在所述左法兰面的端面上开有第一股流体出口和第一股流体入口，在所述右法兰面的端面上开有第二股流体出口和第二股流体入口；

其连接关系在于：所述左补偿结构设在左法兰面和左板片芯组之间，所述左补偿结构左侧两个通孔分别与左法兰面的第一股流体出口和第一股流体入口贯通，所述左补偿结构右侧两个通孔分别与左板片芯组的流体出口和流体入口贯通，由左法兰面、左补偿结构和左板片芯组组成左换热部件；所述右补偿结构设在右法兰面和右板片芯组之间，所述右补偿结构右侧两个通孔分别与右法兰面的第二股流体出口和第二股流体入口贯通，所述右补偿结构左侧两个通孔分别与右板片芯组的流体出口和流体入口贯通，由右法兰面、右补偿板结构和右板片芯组组成右换热部件；所述左换热部件和右换热部件分别安装在所述壳体的左右两端，在所述左换热部件的左板片芯组和右换热部件的右板片芯组之间安装隔板；所述第一股换热介质由左法兰面的第一股流体入口进入左换热部件从左法兰面的第一股流体出口流出；所述第二股换热介质由右法兰面的第二股流体入口进入右换热部件从右法兰面的第二股流体出口流出；所述第三股换热介质由壳体的壳程流体进口进入壳体和左换热部件、右换热部件之间的空腔内再由壳体的壳侧流体出口流出。

还包括两片导流块，所述两片导流块安装在所述壳体和左换热部件、右换热部件之间空腔内并左右对称。

所述左板片芯组和右板片芯组的板片为波纹型结构。

所述板片的厚度为0.6mm～1.0mm。

所述左法兰面和右法兰面的厚度为15mm～20mm。