CN104215112A - 一种具有导向功能的热交换器板束 - Google Patents
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Abstract
一种具有导向功能的热交换器板束，包括平板，在所述平板两端的介质出入口处设置导向条，气相介质通过该导向条引入到平板中部的传热区；在平板的中部固接支撑块，形成传热平板；将该支撑块的顶部与另一平板的平面相接触，并在两平板间焊接密封条，形成单个传热板管；最后将多个传热板管叠摞在一起，形成具有导向功能的热交换板束。本发明的特点是阻力损失小、不易积灰、不易结焦、易于吹扫、无流动死区、设备运行安全可靠。
Description
技术领域
本发明属于热交换器设计与制造技术领域，具体涉及一种热交换器板束，特别是涉及一种具有导向功能，适用于气气换热的热交换器板束。
背景技术
由于体积流量大，气相介质进入热交换器时，通道流速通常会很高，流动方向改变时，通常会发生局部漩涡，从而导致传热死区的形成，严重时会造成板束的振动，进而影响设备的安全性能。根据结构形式的不同，板式气气热交换器一般采用波纹板结构或平板结构。波纹板结构的优点是湍流程度高，平板刚性好，传热效率高，缺点是阻力损失大，平板表面存在凹凸波纹，气相介质流动时无法横扫波纹底部，造成局部传热死区，故在波纹的底部易造成积灰，不易清理;平板结构的优点的是不易积灰，缺点是刚性差、平板湍流程度低、不具有导流功能。
专利 “平板式空气预热器”（ZL201110390369.4），提出一种换热器件包括两组传热管，每组传热管由相同的多个传热管相互叠加构成，每个传热管包括扰流筋和两片相同板体，板体的两侧壁设有折弯边，折弯边之间设有密封垫，两折弯边以及密封垫之间通过螺栓紧固。该专利考虑了扰流问题，但未涉及介质进出口的导向，未提及流动状态，且该专利采用螺栓紧固，无法用于承压气体的换热。
专利“一种铸铁板式空气预热器”（ZL201010188803.6）,提出传热板体由铸造加工而成，正反面设有扰流作用的翅片，多块传热板体通过拉杆连接串联成一个整体，该专利强调采用铸铁材质解决腐蚀和磨蚀问题，未涉及气体进出口的流动导向，且单个传热板体为交错流结构，传热板体之间采用非金属密封材料或金属压条密封，只能用于常压且允许存在一定泄露率的场合，无法用于承压气体的换热，由于采用铸铁元件造成空气预热器非常笨重且占地面积庞大，工程应用受局限。
发明内容
本发明的目的在于解决实际生产中的问题，消除安全隐患，提供一种气体分布均匀、传热效率高、密封性能好、安全可靠的热交换器板束。
所采用的技术方案为:
一种具有导向功能的热交换器板束，包括平板，在所述平板两端的介质出入口处设置导向条，气相介质通过该导向条引入到平板中部的传热区；在平板的中部固接支撑块，形成传热平板；将该支撑块的顶部与另一平板的平面相接触，并在两平板间焊接密封条，形成单个传热板管；最后将多个传热板管叠摞在一起，形成具有导向功能的热交换板束。
所述导向条在平板上的布局引导介质流向为直进直出，U型或Z型，介质间为纯逆流。
所述导向条沿平板宽度方向以等间距或不等间距布置。
所述导向条和支撑块均为空腔结构，其断面结构为Ω型、Π型、梯形状、正方形或三角形状。
所述导向条的外形结构为直条型、弧形或S形。
所述平板、导向条、支撑块、密封条采用金属或非金属制造。
所述导向条及支撑块采用模压的技术在平板上直接压制成凸形波纹。
本发明的有益效果：解决了实际生产中气相介质流动分布不均匀问题。平板设有导向条后，介质平稳地导入传热区，板束不发生振动，消除了安全隐患；板束阻力损失小、不易积灰和结焦、易于吹扫；该板束为全焊接结构，可用于承压气体的换热，减少了泄漏的可能性；单个传热板体为纯逆流结构，无传热死区，比传统广泛采用的交错流结构传热效率高；该板束结构紧凑，占地面积小，便于加工制造。
本发明可应用于化工、石油石化、热电、制药等行业的板式热交换器上。
附图说明
图1为本发明Ⅰ型平板结构示意图；
图2 为本发明Z型平板结构示意图；
图3a 为本发明U型平板结构示意图；
图3b 为图3a中的I部放大示意图；
图4为本发明I/U型板管组装示意图；
图5 为本发明I/U型板管示意图；
图6a 为本发明具有气-气导向功能的I/U型板式热交换器板束示意图；
图6b为图6a中的Ⅱ部放大示意图；
图7为本发明I/Z型板管组装示意图；
图8 为本发明I/Z型板管示意图；
图9为本发明U/U型板管组装示意图；
图10 为本发明U/U型板管示意图；
图11为本发明Z/Z型板管组装示意图；
图12 为本发明Z/Z型板管示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明进一步说明如下：
一种具有导向功能的热交换器板束，在平板的一个平面上、靠近两端处设置导向条103，导向条为空心结构，附图中导向条的断面结构为Π型，导向条结构还可以为三角形状、Ω型、梯形状、正方形等，可采用标准型材或自行加工成相应的形状，导向条材质可以为金属材料，如：不锈钢、铝合金、钛合金等，也可以为非金属材料，如：橡胶、树脂、玻璃钢等。附图中导向条的结构为弧形，还可为直条型或S形等，导向条可通过粘结和焊接的方式固定在平板上，也可以采用模压技术在平板上直接轧制而成。高速流动的气相介质既可以沿着导向条内部预设的流道104流动，也可以在两导向条与平板所围成的空间流道106流动，导向条引导介质流动的流向可分为直进直出、Z型和U型，可以将相应平板分为Ⅰ型1（图1、图4）、Z型2（图2、图7）、U型3（图3、图4）。当介质进出口方向与中间传热主流区成90度时，高速气体经介质进口处流动至中间主流传热区时气体流动方向急剧变化，并且在离心力的作用下，导致进入中间传热主流区的流体分布不均。离进出口处越远离心力越大，为保证气体平稳地导入到传热区，导向条以不等间距布置在平板上。通过调节导向条间距使导向条之间的流体通道发生变化，以保证气体平稳地导入到传热区。
平板中间传热区的非导流区域设置支撑块102，使一张平板的支撑块与另一张平板不设置导向条的平板面相接触，以增加平板整体的承压性能。支撑块也为空心结构，附图中支撑块的断面结构为Π型，其断面结构还可为三角形状、Ω型、梯形状、正方形等，可采用标准型材或自行加工成相应的形状，支撑块的材质可为金属，也可为非金属。其次在两平板非介质进出口平板周边101设有密封条，将平板与密封条焊接形成单个传热板管，I型平板设有支撑块，Z、U型平板设有支撑块和导向条，所述的Ⅰ型、Z型和U型平板可以经过组合构成I/U型（图4、图5、图6）、I/Z型（图7、图8）、U/U型（图9、图10）和Z/Z型（图11、图12）板管，最后将每种类型板管叠摞在一起，从而形成具有导向功能的热交换板束。
实施例1：具有导向功能的I/U型板束实施方式参照图1、3、4、5，介质在I型平板上流动为直进直出，I型平板传热区一侧仅设有支撑块。U型板分A、B板，将A板水平旋转180度即为B板，U型板设有导向条和支撑块。将一张U型A板（或B板）3设有支撑块和导向条一侧和一张I型板不设有支撑块一侧相接触，再在周边非介质进出口周边101设置U型密封条202进行组合，焊接后可以得到单个I/U型板管5。最后在多个I/U型板管间加入I型板密封条201，板管叠摞后即为具有导向功能的I/U型板束。
实施例2：具有导向功能的I/Z型板束实施方式参照图1、2、7、8。板束实施方式与实施例1相同，不同之处在于：板管实施中加入Z型密封条203；板束实施中在板管间加入I型板密封条201。
实施例3：具有导向功能的U/U型板束实施方式参照图3、9、10。板束实施方式与实施例1相同，不同之处在于：板管实施中加入U型密封条202；板束实施中在板管间加入U型密封条202。
实施例4：具有导向功能的Z/Z型板束实施方式参照图2、11、12。板束实施方式与实施例1相同，不同之处在于：板管实施中加入Z型密封条203；板束实施中在板管间加入Z型密封条203。
参考图5，每个板管由两张平板和置于平板间的密封条组合而成，板管内构成一种介质的流通通道，介质经导向条导流后平稳进入传热区，如图中甲介质；两个板管和置于板管间的密封条构成另一个介质通道，图5所示的I型平板不具有导流功能，将I 型平板用U或Z型平板替代，该侧乙介质经导向条导流后也平稳地进入传热区。两种不同的流体在平板的两侧流动，由于温度差，因而平板上会发生热量交换，从而实现其换热的功能。多个板管进行叠摞可以组装成换热板束，板束再经简单加工即可加工成用于热量交换的完整的热交换器。
Claims (7)
1.一种具有导向功能的热交换器板束，包括平板，其特征在于：在所述平板两端的介质出入口处设置导向条，气相介质通过该导向条引入到平板中部的传热区；在平板的中部设置支撑块，形成传热平板；将该支撑块的顶部与另一平板的平面相接触，并在两平板间焊接密封条，形成单个传热板管；最后将多个传热板管叠摞在一起，形成具有导向功能的热交换板束。
2. 根据权利要求1所述的一种具有导向功能的热交换器板束，其特征在于：所述导向条在平板上的布局引导介质流向为直进直出，U型或Z型，介质间为纯逆流。
3. 根据权利要求1或 2所述的一种具有导向功能的热交换器板束，其特征在于：所述导向条沿平板宽度方向以等间距或不等间距布置。
4. 根据权利要求1所述的一种具有导向功能的热交换器板束，其特征在于：所述导向条和支撑块均为空腔结构，其断面结构为Ω型、Π型、梯形状、正方形或三角形状。
5. 根据权利要求4所述的一种具有导向功能的热交换器板束，特征在于：所述导向条的外形结构为直条型、弧形或S形。
6. 根据权利要求1所述的一种具有导向功能的热交换器板束，其特征在于：所述平板、导向条、支撑块、密封条采用金属或非金属制造。
7. 根据权利要求1所述的一种具有导向功能的热交换器板束，其特征在于：所述导向条及支撑块采用模压的技术在平板上直接压制成凸形波纹。
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| CN107167000A (zh) * | 2016-03-07 | 2017-09-15 | 博萨尔排放控制系统公司 | 板式热交换器和制造板式热交换器的方法 |
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2014
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