[发明专利]一种螺旋排布的高效板式换热器

说明书

本发明涉及换热器技术领域，公开了一种螺旋排布的高效板式换热器，包括进液换热段、集中换热段、出液换热段和储热腔，用于连通储热腔和进液换热段的进液流速控制阀，用于限制热流体排出的出液流速控制阀。通过进液流速控制阀的作用，根据热流体流速的增加，改变调节阀门的开口闭合程度，防止突发热流体流量过大时对板式换热器内部的热流通管道产生冲击，尤其是削减对热流道的螺旋管道的冲击作用，提高该板式换热器的安全性；通过出液流速控制阀的作用，当通过的热流体的流速过低时，改变调节阀门进行封闭，使得热流体在尾端积攒并产生冲击作用，将容易沉降的固态物重新扬起，降低发生淤积的可能性，提高使用换热器使用寿命。

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，具体为一种螺旋排布的高效板式换热器。

背景技术

换热器是在石油化工、能源、冶金、制冷、核能等工业领域中广泛使用的一种重要的换热设备。在传统板式换热器中，冷热两层流体通过换热板壁面进行热量交换。增加流体扰流度，达到传热强化的目的。传统板式换热器的换热板的设计，通常是在一维平面上进行设计，在尽量增加传热的基础上，降低阻力损失，使得间排布置的冷、热流体通道存在同一平面上进行一维导热，换热面积利用率低，因此公开号为CN108007244A的专利提供了一种螺旋推流通道板式换热器，其采用双螺旋形的冷、热流体通道来将一维导热向二维导热转换提高传热效率，且使得冷流体与热流体沿程间壁温差方向不断变化，使得换热面积增加提升热传驱动力。

但是该种板式换热器应用在化工厂的使用环境中，在该板式换热器在化工厂中使用时，由于化工反应的突变性，化工废热的产生通常不是均匀地产生，而是在短时间内发生剧烈反应产生大量的热流体，使得热流体会短时间迅速冲击双螺旋形的冷、热流体通道，由于螺旋形地流道对流体有一定的阻碍作用，突然进入的热流体流量过大，容易对流道产生“水锤效应”，容易造成螺旋的流道受到大量力的冲击导致损毁，降低板式换热器的安全性，并且由于螺旋管道的局限性，流体进入螺旋管道后受到流道的限制，流体中的不稳定流向更加明显，从而导致在换热器的流程内部，流体降速效果明显，使得在热流体出口部流体淤积明显，流体中的固态物容易产生沉降，导致热流体出口部阻塞，影响换热器的使用。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种螺旋排布的高效板式换热器，具备换热效率高、对流道的冲击较小安全性能高、减小淤积情况减少维护成本等优点，解决了容易产生水锤效应导致安全性能较低、流体在流道内速度降低容易造成固态物淤积的问题。

(二)技术方案

为解决上述容易产生水锤效应导致安全性能较低、流体在流道内速度降低容易造成固态物淤积的技术问题，本发明提供如下技术方案：一种螺旋排布的高效板式换热器，包括进液换热段、集中换热段、出液换热段和储热腔，所述储热腔、所述进液换热段、所述集中换热段和所述出液换热段从上到下依次设置，且从上到下依次连通；所述储热腔用于暂存过多的热流体；所述储热腔底端设置有进液流速控制阀，所述储热腔通过进液流速控制阀与所述进液换热段之间连通；所述出液换热段底端设置有出液流速控制阀；所述进液流速控制阀用于根据热流体从所述储热腔进入所述进液换热段的流速，控制所述进液流速控制阀的阀门开口大小；所述出液流速控制阀，用于根据热流体从所述出液换热段排出的流速，控制所述出液流速控制阀的阀门开口大小。

优选地，所述进液流速控制阀和所述出液流速控制阀均包括测速叶轮、测速控制器和调节阀门；所述测速叶轮用于检测经过的热流体流速；所述测速控制器用于根据所述测速叶轮的转速控制所述调节阀门的开口大小。

优选地，所述测速叶轮靠近所述测速控制器的一侧设置有定位销，所述测速控制器靠近所述测速叶轮的一侧内部设置有速度传感器，所述定位销随所述测速叶轮的转动同步转动，所述速度传感器根据所述定位销的转动频率测出所述测速叶轮的转速。