CN102192676B - 全焊接板式换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种板式换热器中的全焊接板式换热器。它的传热元件通过设置由梯形椭台与竖直条槽凸凹相反、深度不等、交替布置的斜波纹形成断续式人字形波纹板片焊接组成，其中，所有梯形椭台的倾斜方向均一致，所有竖直条槽的倾斜方向均一致，每个梯形椭台都与对应的一竖直条槽排成人字形，将两个彼此倒置的断续式人字形波纹板片一对应侧焊接组成板束，而与之相对的另一对应侧分别与上下相邻两板束的另一对应侧进行焊接。具有整体刚性强度大，耐受压力高，湍流效果好，介质流速高，板片构思新颖独特、结构设计紧凑合理、工作性能稳定可靠、适合业内进行推广等优点。将广泛应用于化工、石油、动力、冶金等诸多领域的加热、冷却、冷凝、蒸发和热回收中。

Description

全焊接板式换热器
技术领域：本发明涉及一种换热器，特别是涉及一种板式换热器。
背景技术：板式换热器是一种高效而紧凑的换热设备。它有传热系数高、压力损失小、结构紧凑、便于清洗、维修方便等优点,在许多领域中得到了应用。但是传统的板式换热器即可拆卸板式换热器其板片大多数为单纯的人字形波纹，在长期使用过程中流道内存在流动死区和结垢现象，仍将影响热效率。不仅如此，其使用压力不超过2.5MPa,使用温度不超过250℃,由于各板片间采用橡胶密封垫进行密封，橡胶密封垫在高温下容易失效，失去密封作用，在某些特殊的领域与介质的换热中无法使用，使应用受到限制。
发明内容：本发明的目的是提供一种全焊接板式换热器，主要是为了解决现有板式换热器长期使用过程中流道内存在流动死区和结垢现象，影响热效率，不能在压力与温度较高情况下工作,橡胶密封垫在高温下容易失效，在某些特殊的领域与介质的换热中无法使用，使应用受限制的问题。
本发明的技术方案如下所述；该发明包括支架、框架、密封垫、隔板、侧板、接管、法兰、螺栓、螺母、垫片、盖板，该发明还包括传热元件，传热元件由断续式人字形波纹板片焊接组成，通过设置由梯形椭台与竖直条槽凸凹相反、深度不等、交替布置的斜波纹形成断续式人字形波纹板片，其中，所有梯形椭台的倾斜方向均一致，所有竖直条槽的倾斜方向均一致，每个梯形椭台都与对应的一个竖直条槽排成人字形，将两个彼此倒置的断续式人字形波纹板片的一对应侧焊接组成板束，而与之相对的另一对应侧分别与上下相邻两板束的另一对应侧进行焊接构成传热元件。
由于该发明采取了上述结构，与现有技术相比具有以下优点与积极效果：
1、由于波纹板片的波纹采用椭台和条槽构成的斜波纹，周边均为圆角或圆滑过渡，改变了单纯人字形波纹存在的流通死区和结垢现象，使介质在流道内具有更好的湍流效果，再加上两者断续式人字形设计使波纹板片充分发挥高效的传热效果，显著提高换热效率。
2、由于波纹板片采取椭台与条槽凸凹相反的合理结构，使各板束间相邻两板片上的两椭台及两条槽均凸凹相对，形成多点网状支撑并构成两种介质流道，同时又能有效提高换热元件整体刚性强度，明显增加对较大压力的耐受力，改善产品的工作性能并拓宽应用范围。
3、由于波纹板片采取条槽与椭台深度不等的设计，使相邻两流道横截面积不等，流通比为1：5，从而实现了用少量的介质置换（或冷却）大量的目标介质之目的，从而使传热效率显著提高。
4、由于该发明采取焊接式结构并取消各板片间的橡胶密封垫，使换热器适用温度达-200～900℃,压力变化范围为真空～6.0MPa,其适用温度与压力变化范围均是可拆卸板式换热器的两倍以上。使该发明能在化工、石油、动力、冶金等诸多领域的加热、冷却、冷凝、蒸发和热回收等过程中得到更加广泛的应用。
5、由于波纹板片热交换充分、均匀,特别是波纹深度变化范围大,介质流速高，板间平滑等因素，使换热器在雷诺数为100～300时,就可达到湍流状态，因此两介质流道均流动顺畅,污垢不易积存，即使结垢打开盖板也容易用机械或化学方法清洗。更适用于粘度大、杂质量大的介质进行换热。
6、由于该换热器相对板式换热器来说无角孔，致使流通面积增加3倍以上，阻力减小1/2—2/3。不仅流通面积大、阻力小，而且体积小、重量轻，占地面积小。
7、由于波纹板片四周交错焊接后,在运行过程中由于热胀冷缩现象,板片内应力释放,会使板片表面污垢自动脱落，通常污垢热阻仅为普通换热器污垢热阻的1/5～1/4。
8、该全焊接板式换热器是集板式换热器和管壳式换热器优点于一身的新型高效换热设备,除了以上所述的优点外，还具有板片构思新颖独特、结构设计紧凑合理、工作性能稳定可靠、适合业内进行推广等特点。
附图说明：图1是全焊接板式换热器整体结构示意图；
图2是全焊接板式换热器整体结构侧视图；
图3是全焊接板式换热器整体结构俯视图；
图4是板片结构示意图；
具体实施方式：由图1—图4所示的全焊接板式换热器是在现有板式换热器基础上改进的一种换热设备，它集板式换热器和管壳式换热器的优点于一身，适用于气-气、气-液及液-液换热场合,又是在一些特殊热交换工艺中替代管壳式换热器的最理想设备。它主要由支架3、框架11、密封垫9、15、侧板8、16、隔板10、接管2、13、法兰1、14螺栓4、螺母5、垫圈6、盖板7和传热元件12组成。其中传热元件12是本发明的关键技术，它是通过设置由梯形椭台17与竖直条槽18凸凹相反、深度不等、交替布置的斜波纹组成的断续式人字形波纹板片19，将两波纹板片19倒置，一对应侧焊接组成板束，而另一对应侧分别与上下相邻两板束的对应侧进行焊接而成。这样便使多个板束焊接成为一整体并置于框架11内，框架11底部由支架3支撑，周围设有多组等长双螺栓4，经垫圈6、螺母5固定前后侧板8、左右侧板16和上下盖板7。在框架11与侧板8、16以及框架11与上下盖板之间分别设有密封垫9、15密封。侧板8上设置了接管2、法兰1。盖板7上固定有接管13、法兰14。另外，还可根据需要在传热元件12的板束之间设置1—2个隔板10，以此来延长介质在流道内的行程实现换热之目的。
本发明工作时，两种冷热不同的介质分别在两单独流道中流过，高温流体将热量传递给低温流体，从而实现换热的目的。

Claims (1)

1.一种全焊接板式换热器，包括支架（3）、框架（11）、密封垫（9、15）、侧板（8、16）、隔板（10）、接管（2、13）、法兰（1、14）、螺栓（4）、螺母（5）、垫片（6）、盖板（7），其特征在于：该换热器还包括传热元件（12），传热元件（12）由断续式人字形波纹板片（19）焊接组成，通过设置由梯形椭台（17）与竖直条槽（18）凸凹相反、深度不等、交替布置的斜波纹形成断续式人字形波纹板片（19），其中，所有梯形椭台（17）的倾斜方向均一致，所有竖直条槽（18）的倾斜方向均一致，每个梯形椭台（17）都与对应的一个竖直条槽（18）排成人字形，将两个彼此倒置的断续式人字形波纹板片（19）的一对应侧焊接组成板束，而与之相对的另一对应侧分别与上下相邻两板束的另一对应侧进行焊接构成传热元件（12）。
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