[發明專利]用于制造熱交換器板束的方法

有效

• 申請號: 201080026504.0
• 申請日: 2010-05-17
• 公開（公告）號: CN102575905A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: G·弗朗索斯;加布里埃爾·梅爾里;P·托昌;弗蘭克·布萊;C·勞塞爾;O·諾爾-巴倫;P-X·比索內;阿蘭·布爾蓉
• 申請（專利權）人: 阿法拉伐維卡勃公司;阿法拉伐帕金諾克斯公司;原子能和替代能源委員會;阿海琺核能公司
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00;F28F3/02;F28F3/04;B21D53/02;B23P15/16
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理事務所(普通合伙) 11270
• 代理人: 張穎玲;孟桂超

技術領域

本發明涉及一種制造熱交換器緊湊型板束的方法，其中該熱交換器在高壓和/或高溫條件下工作。

本發明還涉及一種板式熱交換器，該板式熱交換器包括至少一個采用所述方法制造的板束。

背景技術

用于該類型熱交換器的板束通常包含彼此平行的板的堆疊，且板之間限定有用于循環至少兩路獨立流體的回路。

板之間的流體循環可以是具有交叉流或逆流的會聚型，每個回路都連接至流體的進入集流器及返回集流器。

板束中的板具有多種增加流體之間熱交換系數的方式。

關于這一點，已知平板組成的板束，其板和板之間插入由折疊薄金屬片制成并釬接在板上的肋片。

對于高溫應用(例如溫度高于600℃)，使用金屬填充物和薄肋片可能會帶來問題。

實際上，由于金屬填充物的熔點低于母材的熔點，板束的使用溫度是受到限制的；并且使用具有與基材不同熱機械特性的金屬填充物，在接點處會出現缺陷。此外，當肋片非常薄時，例如其厚度不足0.5mm，從機械性能的角度而言，釬接過程中的晶粒粗化是不利的。

板束還可以由帶有刻蝕通路的板的堆疊構成。

通過在板不需要刻蝕的部分設置保護性掩膜，然后對板進行化學刻蝕，以完成所述刻蝕。完成刻蝕后，通過焊接(尤其是通過擴散焊接)將各板組裝在一起。

采用這種技術制造板束較復雜，且容易出現問題。

對鎳基合金板進行化學刻蝕是非常困難的，生產者需采用費時長且成本高的機械加工技術，并且板上可刻制通路的幾何空間很少。

此外，如果對鎳基合金進行擴散焊接的話，需要對材料進行高溫加熱。實際上，通過均衡熱壓或軸向均勻擠壓的方法，進行組裝的板的溫度都會升高到1000℃以上，這樣該熱處理會導致晶粒粗化，而與板材較薄的情況不兼容。

因為在整個交換區域各板被焊接在一起，通過該技術得到的板束非常堅硬，由于這個原因板束對于熱瞬變的耐受性較低。

這兩種板束的另外一個缺點在于：焊接頭或釬接頭設置在通路之間的整個交換區域中，而所述通路較細，導致無論是在板束的制造還是使用過程中都無法對這些接頭進行檢查。

例如FR-A-2?738?906中還提到一種由彼此平行的金屬熱交換板的堆疊組成的板束，該金屬熱交換板包括表面平滑的邊緣及設置有波紋的中心部位，并與相連的板形成兩個獨立流體的逆流式雙回路。

該類型板束中板的組裝有兩種方式，一種是將設置于各板邊緣上的一組墊片焊在一起，以獲得板之間必要的間隔；另一種是將發揮墊片作用的附加部件焊接到每塊板的縱邊上，然后將這些附加部件焊接在一起。

在第一種情形中，墊片的使用使焊接次數增加，而在組裝后很難檢查焊接的情況；另外，會在板束的側壁上形成一道焊點墻。

在第二種情形中，使用附加部件也會導致焊接次數的增加，并且只能在板束制造過程中檢查位于板束內部焊接點的情況。此外，焊接點的寬度可能是各板之間距離的下限，因而限制了板束的緊湊性。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于高溫熱交換器的緊湊板束；該板束避免了前面提到的缺點，并且可顯著減少將不同板組裝在一起的焊接次數。

因此，本發明的目的是提供一種制造熱交換器緊湊板束的方法，其中，該板束由板的堆疊形成，在該板之間限定有兩路獨立流體的至少兩條循環回路，且該板包括設置有波紋的中心熱交換部位；該方法包括：

-通過加工減小該每塊板的初始厚度，同時在該板的邊緣和/或通管處設置至少一個連接包邊，該連接包邊的高度大于加工后該板的厚度；

-在該每塊板的該中心部位形成波紋；

-通過將該板的該包邊疊放在一起，使該板成對疊置；

-通過密封焊縫將與該每對板接觸的該包邊連接起來；

-通過將該成對的板該包邊疊放在一起，將該成對的板疊置在一起；以及

-通過將該流體流入或流出的開口端或封閉端交替疊置，該密封焊縫將與該成對的板接觸的該包邊連接起來。

根據本發明的其它特征：

-通過對所述板至少一面進行加工，減小該每塊板的初始厚度；

-通過對所述板的兩面進行加工，減小該每塊板的初始厚度；

-通過沖壓或成型工藝，在所述每塊板的中心部位形成所述波紋；

-加工后，所述板的厚度介于0.2mm和3mm之間；

-加工后，所述包邊的高度取決于所述波紋的擺動振幅，且該包邊的高度優選介于0.5mm和5mm之間；以及

-加工后，所述包邊的厚度介于1mm和6mm之間。