[發(fā)明專利]具有通過板材條帶連接的多個(gè)模塊的板式熱交換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310098775.2
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN103363824B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·迪特里希;R·赫茨爾
• 申請（專利權(quán)）人: 林德股份公司
• 主分類號(hào): F28D9/00
• 分類號(hào): F28D9/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 侯鳴慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種板式熱交換器以及一種用于制造該板式熱交換器的方法，該板式熱交換器包括：

·至少兩個(gè)模塊，其中，每個(gè)模塊具有大量堆垛形布置的通道，這些通道可以交替地由熱交換介質(zhì)穿流并且通過隔片彼此分開；

·這些模塊整體上是直角平行六面體形的并且在外側(cè)通過蓋片來限界；

·這些模塊以如下方式并排地布置，即，一個(gè)直角平行六面體形模塊的一個(gè)矩形側(cè)面直接與另一直角平行六面體形模塊的一個(gè)相應(yīng)矩形側(cè)面相鄰；

·這些模塊具有用于輸入和輸出熱交換介質(zhì)的器件以及用于向各個(gè)通道上分配熱交換介質(zhì)和從各個(gè)通道收集熱交換介質(zhì)的器件（頭部（Header））；并且

·其中，至少兩個(gè)模塊具有至少一個(gè)共同頭部。

背景技術(shù)

硬釬焊的、由鋁制成的板式熱交換器在不同壓力和溫度下被使用在很多設(shè)備中。這些設(shè)備例如用在空氣分解、天然氣液化中或者用在用于制造乙烯的設(shè)備中。

這類板式熱交換器例如在ALPEMA報(bào)告（ALPEMA?report）（2000）“The?Standards?of?the?brazed?aluminium?plate-fin?heat?exchanger?manufactures?association”中進(jìn)行了描述。從其中得到的圖在圖1中作為現(xiàn)有技術(shù)示出并且在下面來描述。

在圖1中示出的板式熱交換器1用于五個(gè)不同的過程流A、B、C、D和E的熱交換。該熱交換器1是塊形的并且裝備有用于輸入和輸出各個(gè)過程介質(zhì)的不同器件6。這些器件6在下面并且在本申請范圍內(nèi)被稱為短接管。該熱交換器同樣具有用于分配和收集各個(gè)過程流A、B、C、D和E的多個(gè)器件7，這些器件在下面并且在本申請范圍內(nèi)被稱為頭部。

板式熱交換器1主要包括大量堆垛形布置的通道3，這些通道通過隔片4彼此分離。不同的介質(zhì)在這些單個(gè)的通道3中流動(dòng)。熱交換間接地通過熱接觸來進(jìn)行，該熱接觸通過蓋片5和通過在通道中布置的波紋形結(jié)構(gòu)（在下面并且在本申請范圍內(nèi)稱為翅片）來產(chǎn)生。各個(gè)介質(zhì)A、B、C、D和E通過接管6引導(dǎo)到頭部7中并且因此分配到對應(yīng)設(shè)置的、堆垛形布置的通道3上。在通道的入口區(qū)域中有所謂分配翅片2，這些分配翅片引起介質(zhì)在各個(gè)通道3內(nèi)的均勻分配。由此，這些介質(zhì)橫向于翅片3的波紋方向流過通道3。翅片3與隔片4連接，由此來產(chǎn)生更強(qiáng)的導(dǎo)熱接觸。由此，熱交換可以在流到相鄰的通道3中的兩個(gè)不同的介質(zhì)之間進(jìn)行。在流動(dòng)方向上看，在通道的端部處有類似的分配翅片2，這些分配翅片引導(dǎo)介質(zhì)由通道出來到頭部7中，在那里，介質(zhì)被收集并且通過接管6被排出。這些單個(gè)的通道3通過所謂側(cè)欄8向外封閉。整個(gè)熱交換器塊由多個(gè)蓋片5向外限界。

這類板式熱交換器主要適用于至少2種介質(zhì)的熱交換。但是，如圖1中所示，通過合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也可以多于2種介質(zhì)參與熱交換。這允許非常有效的過程控制和有效的熱利用或冷利用。

這類板式熱交換器例如由鋁硬釬焊制成。帶有翅片、分配翅片、蓋片和側(cè)欄的單個(gè)通道被彼此疊置地堆垛、設(shè)置焊劑并且在爐中硬釬焊。然后，頭部和短接管被焊接到通過上述方式產(chǎn)生的塊上。

通過上面描述的制造方法，由釬焊爐的大小和幾何形狀也預(yù)先給定了這類板式熱交換器塊的最大尺寸。但是，工藝需求經(jīng)常需要更大的熱交換面并且由此需要更大的熱交換器塊。為了勝任這些要求，按照現(xiàn)有技術(shù)的板式熱交換器在這類情況下包括至少兩個(gè)模塊。模塊在本申請范圍內(nèi)理解為在釬焊爐中如開頭所述那樣制造的熱交換器塊。多個(gè)這類模塊按照現(xiàn)有技術(shù)彼此連接并且裝備有用于分配和收集參與熱交換的介質(zhì)的共同頭部。板式熱交換器的兩個(gè)模塊之間的連接在此按照現(xiàn)有技術(shù)通過側(cè)欄來進(jìn)行。

在圖1中所示的按照現(xiàn)有技術(shù)的板式熱交換器包括一個(gè)模塊。為了制造具有多個(gè)模塊的板式熱交換器，將如圖1中所示的熱交換器塊（即沒有頭部和接管）與第二個(gè)這種類型的熱交換器塊熔焊。在蓋片5上，沿該蓋片的棱邊焊接側(cè)欄。應(yīng)當(dāng)與第一模塊進(jìn)行連接的第二模塊以如下方式布置，即，這兩個(gè)模塊的兩個(gè)直接相鄰的側(cè)面對應(yīng)地具有相同的蓋片。由直接相鄰另一模塊的蓋片形成的面下面稱為接觸面。為了連接，將蓋片與直接相鄰的模塊的蓋片上的側(cè)欄熔焊。這些側(cè)欄因此按照現(xiàn)有技術(shù)可以說形成蓋片上的框架。該框架與相鄰模塊的蓋片熔焊并且以這種方式產(chǎn)生兩個(gè)模塊之間的連接。這兩個(gè)連接后的模塊由此形成新的熱交換器塊，該熱交換器塊比釬焊爐自己的幾何形狀所允許的大。以這種方式可以將任意多個(gè)模塊彼此連接成任意大小的熱交換器塊。在此，兩個(gè)相鄰的模塊具有至少一個(gè)共同的頭部。