[發(fā)明專利]同心圓筒板式換熱器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310214739.8
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103335547A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉鳳霞;代玉強;魏煒;胡大鵬;劉志軍;許曉飛;武錦濤;王澤武;劉培啟;鄒久朋;史啟才
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學
• 主分類號: F28D9/04
• 分類號: F28D9/04;F28F13/06
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及流體介質(zhì)換熱傳熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種同心圓筒板式換熱器。

背景技術(shù)

板式換熱器是液-液、氣-液進行熱交換的設(shè)備,在相同壓力損失情況下，板式換熱器傳熱系數(shù)比管殼式換熱器高3-5倍，占地面積為管式換熱器的1/3。

傳統(tǒng)的板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道，通過板片進行熱量交換。它與常規(guī)的管殼式換熱器相比，在相同的流動阻力情況下，傳熱系數(shù)高出很多。但板式換熱器采用密封墊密封，工作壓力一般不宜超過2.5MPa，介質(zhì)溫度應(yīng)在低于250℃以下，否則有可能泄露。由于板片間通道很窄，一般只有2~5mm，當換熱介質(zhì)含有較大顆?；蚶w維物質(zhì)時，容易堵塞板間通道。

螺旋板換熱器是由兩張平行的金屬板卷制成兩個螺旋形通道，冷熱流體之間通過螺旋板壁進行換熱的換熱器。螺旋板換熱器的特殊流道強化流體擾動，傳熱效果好。螺旋通道本身可彈性自由膨脹，溫差應(yīng)力小。螺旋板換熱器最大的缺點是檢修困難，如發(fā)生內(nèi)圈螺旋板破裂，便會使整臺設(shè)備報廢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明正是針對上述要解決的技術(shù)問題：提供一種新型板式換熱器——同心圓筒板式換熱器，該換熱器具有傳統(tǒng)板式換熱器傳熱效率高的優(yōu)點；且由于采用耐壓性能好的同心圓筒換熱板形式的換熱元件，承壓能力強；同心圓筒間距可根據(jù)傳熱量進行調(diào)整，不局限于傳統(tǒng)板式換熱器的2~5mm，不易堵塞；兩個相鄰的同心圓筒換熱板的間隔構(gòu)成流體通道，通道內(nèi)部采用擾流件和導流件，一方面強化熱量傳遞和動量傳遞，另一方面加強結(jié)構(gòu)強度；單個同心圓筒換熱板泄露，僅需封堵相應(yīng)接管，或?qū)⑿孤兜耐膱A筒換熱板拆除并進行更換。

一種同心圓筒板式換熱器，包括殼體內(nèi)的同心圓筒換熱板束，所述換熱板束由一組同心圓筒換熱板組成。同心圓筒換熱板之間的空間為冷、熱流體的流道，該流道的寬度根據(jù)冷熱流體的流量和熱負荷確定。構(gòu)成流體I通道的兩個同心圓筒換熱板用焊接方式封閉，兩端分別焊接進口管和出口管。

作為進一步改進：在冷熱流體側(cè)，根據(jù)流體的物性特點，加設(shè)一定形式的擾流件或?qū)Я骷?，例如螺旋折流板、圓柱、板條等。

本發(fā)明的傳熱元件采用耐壓能力較好的薄壁圓筒，保證傳熱熱阻小的同時，提高了換熱器的承壓能力；換熱元件間采用焊接結(jié)構(gòu)間隔兩種流體，避免了采用密封結(jié)構(gòu)而帶來的溫度限制和老化問題；同心圓筒的直徑可根據(jù)冷熱流體的流量和熱負荷進行調(diào)整；為了強化冷熱流體的動量和熱量傳遞，可在各自流道內(nèi)增設(shè)螺旋折流板、圓柱等擾流件或?qū)Я骷冉M件實現(xiàn)，這些組件的采用還可提高圓筒的強度和穩(wěn)定性；如果換熱圓筒破裂，僅需封堵相應(yīng)接管，或更換圓筒，不存在螺旋板換熱器檢修難題。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明

圖1是本發(fā)明的同心圓筒板式換熱器簡圖

圖2是同心圓筒板式換熱器剖視圖

圖3是雙側(cè)螺旋折流板同心圓筒板束示意圖

圖4是一側(cè)螺旋折流板一側(cè)擾流圓柱同心圓筒板束示意圖

圖5是一側(cè)螺旋折流板一側(cè)導流板同心圓筒板束示意圖。

圖中：1-殼體；2-圓筒形換熱板；3-螺旋折流板；4-擾流元件；5-流體I；6-流體II；7-換熱板束夾持件；8-螺母；9-螺栓；10-墊片；11-流體I分布板；12-管箱；13-流體I入口；14流體II出口；15-流體II出口總管；16-流體II撓性連接管；17-流體II入口總管；18-流體II入口；19-流體I出口。

具體實施方式

實施例1??同心圓筒板式換熱器

圖1是同心圓筒板式換熱器簡圖，圖2是圖1的A-A剖視圖。圖中流體I（實線箭頭表示）從右側(cè)的入口13進入管箱12，經(jīng)過分布板11進行流體的分布，之后進入同心圓筒換熱板束的流體I通道與相鄰的流體II換熱后進入管箱12，由圖中左側(cè)出口19排出。流體II（虛線箭頭表示）從入口18進入流體II總管17進行分配，再經(jīng)由圖中左端的各個撓性連接支管16自左向右進入同心圓筒板束的流體II通道，與相鄰的流體I換熱后，經(jīng)由右端撓性連接支管16進入出口總管15，由出口14排出。

上述兩種流體為逆流換熱，本實施例中，兩種流體也可實現(xiàn)并流換熱。

圖1兩邊采用的是可拆卸結(jié)構(gòu)，便于進行日常的檢修。