[發明專利]一種耐高壓的圓形波紋板板殼式換熱器

無效

• 申請號: 201210180152.5
• 申請日: 2012-06-04
• 公開（公告）號: CN102706188A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 丁銘;王佳卓;閻昌琪;石帥;陳哲雨
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00;F28F3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種強化換熱技術領域的換熱器。

背景技術

板式換熱器由于具有換熱效率高、結構緊湊的特點而廣泛應用于能源、動力、供熱、制冷等多種領域。隨著板式換熱器技術的成熟，在一些領域已經取代了傳統的管殼式換熱器。但現有的矩形板式換熱器普遍存在承壓能力較低的問題。在石油化工等常見壓力較高的領域中，板式換熱器的應用受到了極大的限制。開發一種能夠承受高壓且結構緊湊的板式換熱器在能源動力領域有著廣泛的應用前景。目前雖然存在一些全焊接的板殼式換熱器，但其工作壓力一般不超過4.5MPa，且體積相對較大，緊湊度不高。這些全焊接的板殼式換熱器以矩形板片作為傳熱元件，并將板束置于矩形或圓形的殼體中以提升承壓性能。這種板式換熱器承壓能力有限且體積較大。

普通板式換熱器中兩種介質的通道結構相同，對于兩側換熱介質物性相差較大的一些工況，會出現設計上的不匹配，進而造成體積和材料上的浪費。例如當利用水冷卻高粘度潤滑油時，由于潤滑油的粘度遠高于水的粘度，相同流量下潤滑油的流動阻力會遠高于冷卻水的流動阻力，通常潤滑油的流動阻力達到設計要求的上限時，冷卻水側的流動阻力還遠未達限值，這就造成了設計上的浪費。

發明內容

本發明的目的在于提供適用于不同種類流體間換熱、尤其適合于熱物性相差較大的兩種介質間換熱的一種耐高壓的圓形波紋板板殼式換熱器。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明一種耐高壓的圓形波紋板板殼式換熱器，其特征是：包括殼體、蓋板、波紋板板束、導流塊、支撐板，波紋板板束包括波紋板，波紋板板束通過支撐板固定在殼體里，殼體兩端通過蓋板密封，殼體上設置殼程出口、殼程進口，蓋板上設置板程進口、板程出口，外殼與波紋板板束間的環形區域被導流塊分隔成殼程進口腔室和殼程出口腔室，殼程進口連通殼程進口腔室，殼程出口連通殼程出口腔室，波紋板板束上開有角孔，板程進口和板程出口通過波紋板板束的角孔相連通。

本發明還可以包括：

1、兩個波紋板壓在一起形成板片對，板片對內部形成殼程出口、殼程進口之間的板間通道，板片對連接在一起形成波紋板板束，板片對之間形成板程進口、板程出口之間的板間通道。

2、所述的板程進口位于換熱器本體的上端，板程出口位于換熱器本體的下端，殼程出口位于外殼上板程進口一側，殼程進口位于外殼上板程出口一側。

3、波紋板采用平直波紋或人字形波紋的圓形板片，波紋板兩面波紋高度不同。

本發明的優勢在于：

1、承壓能力強。板片采用全焊接的方式相連接，不用密封墊片，承壓能力比可拆式和釬焊式板式換熱器強。普通的矩形板片承壓時會出現應力集中。采用的圓形板片承壓時應力分布均勻，不易因出現局部應力集中而造成破損泄露，比普通的矩形板片承壓能力更好。此外，采用板殼式設計，將板束包圍在殼體內，進一步提升了密封性能和承壓能力。

2、換熱效率高。板束內的板間通道為人字形或雙人字形波紋通道，交叉接觸點多。流體在板間通道內繞接觸點成渦流流動，擾流強烈，能有效破壞粘性介質流動時的邊界層，起到強化傳熱的作用。

3、結構緊湊，單位體積內的傳熱面積大。本發明中的波紋板排列緊密，且換熱器整體結構簡單緊湊，在相同體積下，本發明比管殼式換熱器具有更大的傳熱面積。與采用矩形板片的板殼式換熱器相比，結構更為緊湊。

4、選材范圍廣。本發明中的波紋板可以采用多種不同材料，例如各種型號的不銹鋼、銅合金、鈦合金等，以適用于不同種類的換熱介質。

5、適用范圍廣。圓形波紋板兩側波紋高度不同，在兩側介質流量、物性參數相差較大時具有較強的適用性。且換熱器可以根據實際需要將兩側介質設計成多種流程組合。

6、加工簡單、易于安裝。本發明所述的非對稱通道圓形波紋板加工方便快捷，生產周期短，成本低，特別適合于工業化批量生產。

綜上所述，本發明是一種兼備管殼式換熱器耐壓能力高和板式換熱器緊湊度強、傳熱系數大特點的新型板殼式換熱器，而且具有使用范圍廣、可靠性高、易于制造的特點，具有良好的發展應用前景。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為A-A剖視圖；

圖3為兩側介質在本發明內流動分配的示意圖；

圖4為板片對焊接的結構示意圖；

圖5為板束焊接的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述：