CN106524799A - 一种适用于汽‑液换热的板式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于汽‑液换热的板式换热器，包括进液管道、出液管道、紧固螺栓、汽体引流通道及换热段；汽体工质通过引流通道从板式换热器的侧面进入，汽体工质的流程大大缩短，流道入口面积增大；这样一方面减小了汽侧压损，另一方面汽体入口通流面积的增大可以尽可能增大汽体流量，进而可以实现汽液两侧热容量不匹配的问题；通过改进汽液流道的通流面积比可以满足更宽广范围的汽液流量比；相邻板片之间形成复杂网状流道，对流体工质的扰动作用强，换热效果好；本发明由于汽侧的流程变短，流道面积增大，汽侧阻力损失明显减小，换热效果好，为特殊应用场合汽‑液流体换热提出了一种高效的解决方案。

Description

一种适用于汽-液换热的板式换热器

技术领域

本发明属于换热器技术领域，特别涉及一种适用于汽-液换热的高效、低压损的板式换热器。

背景技术

在船舶、鱼雷等装置的动力系统中，闭式循环蒸汽动力系统具有噪声小、功率大、效率高等优点。为了提高闭式循环动力系统效率，考虑在冷凝器前加装回热器，而特殊的应用场合要求回热器具有高效紧凑等特点。板式换热器具有结构紧凑、比表面积大、换热系数高等优点，是合适的回热器型式之一。目前，国内外生产的板式换热器均能满足板片两侧物性相近的工质换热，如气-气，液-液之间的换热。对于板片两侧热物性差别较大的工质，如气-液之间的换热，由于液体侧的对流换热系数比气体侧对流换热系数大2个数量级，且单位体积液体的热容量是气体的近千倍，因此传统形式等流道面积板式换热器不能适用于气-液之间的换热。在该类气-液换热的情况下，专利号为91210893.2采用冷热介质通道面积成一定比例的方法，满足工质流量比为2:1的工况下的换热问题。专利号为200610010515.5在上述的基础上采用不等高的波纹板进一步扩展了气液两侧的流道面积比，取得了更好的换热效果。特别的，本发明涉及的蒸汽动力循环中流经回热器两侧的汽体和水的质量流量相同，采用传统的板式换热器会造成汽体流速过高而压损增大，且换热效率不佳。采用上述两种专利的方法仍不能满足设计要求，为解决该难题，本发明设计了一种新型的板式换热器。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种适用于汽-液换热的板式换热器，本发明改变了汽侧流体的流程，满足板式回热器汽-液质量流量相等的应用场合，解决冷热流体热容量不匹配及阻力损失大的问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种适用于汽-液换热的板式换热器，包括换热段5，所述换热段5由多个板片6叠加放置组成，通过紧固螺栓3实现紧固；多个板片6叠加形成汽体流道10和液体流道9，汽体流道10和液体流道9相邻分布，其中形成液体流道9的相邻板片6间侧面封闭，形成汽体流道10的相邻板片6间侧面未封闭；所述换热段5顶部和底部分别与板片6垂直的设置有进液管道1和出液管道2，液体工质通过进液管道1与板片6连接处的进液管间隙1-1进入液体流道，经过换热后从出液管间隙2-1流入出液管道2，完成液体工质的换热过程；所述换热段5侧面设置有汽体引流通道4，汽体工质通过汽体引流通道4进入换热段5内的汽体流道；实现汽体工质和液体工质的叉流换热。

汽体工质从板式换热器的侧面进入，汽体工质的入口面积有效增大，进而极大的增大汽体工质的流量，同时减小压损；此外还能够通过调整汽液侧工质的流道面积以满足不同工况下汽-液换热问题。

所述板片6中相邻的两个板片，其中一个为另一个沿中心线旋转180°放置。

和现有技术相比较，本发明具有以下优点：

1、结构原理简单：本发明只需要去掉传统板式换热器汽侧流道的部分密封条，同时加装汽体引流通道即可，易于加工。

2、换热效率高，阻力损失小：同时汽侧工质从换热器的侧面进入换热段，极大的增加了汽体通道的入口面积，增大了汽体工质的流量，提高了汽侧的换热量，从而实现了汽液两侧热容量匹配问题。并且最大限度的缩短了气体的流程，汽侧工质的流程变短可有效地减小阻力损失。

3、本发明的主流区域形成了网状结构，汽液流道的通流面积比可以根据需要进行灵活设计，具有高度的适用性。

附图说明

图1为适用汽-液换热的板式换热器结构示意图。

图2为沿垂直于汽体工质流向方向的汽-液板式换热器换热段的剖面图。

图3为适用于形成液侧流道的换热器板片结构示意图。

图4为适用于形成汽侧流道的换热器板片结构示意图。

图5为板片组合后形成的流体流动区域。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的工作过程进行更详细的描述。

图1所示为适用汽-液换热的板式换热器结构示意图，包括进液管道1、出液管道2、紧固螺栓3、汽体引流通道4和换热段5。整个换热段5由多个换热板片6叠加放置组成，通过紧固螺栓3固定。

如图2、图3、图4和图5所示，液体工质从进液口1-2进入进液管道1，进液管道1与液体流道9通过进液管间隙1-1连通，液体工质从进液管间隙1-1自上而下经过换热后，从出液管间隙2-1进入出液管道2，最终从出液口2-2排出。汽体工质通过引流通道4进入换热段5，以垂直于直面的方向(附图2中以×表示)流过换热段5。汽液工质以叉流的方式换热。

图3和图4分别为适用于形成液侧和汽侧流道的换热器板片结构示意图，主要包括换热板片6、密封条7、紧固螺栓孔8、进液口1-2和出液口2-2组成。图3所示的适用于液侧流道的换热板片，其密封条保持周向完整。图4所示的适用于汽侧流道的换热板片，在AB、CD段去掉部分密封条，为汽体工质进入换热段提供入口，以保证汽体可以以垂直于直面的方向进入换热器。

图5所示为汽－液板式换热器换热段内部的汽液流道示意图。箭头表示液体流道9，×表示汽体流道10。可以看出汽体流道10的通流面积明显大于液体流道9的通流面积，从而可以实现汽体工质以较大流量通过换热段，以提高汽侧的热负荷，进而达到汽液两侧的热量匹配。图5所示的流道，其汽液流道的通流面积比可以根据实际的汽液两侧的热量比进行灵活调节，具有广泛的适用性。

Claims (3)

1.一种适用于汽-液换热的板式换热器，其特征在于：包括换热段(5)，所述换热段(5)由多个板片(6)叠加放置组成，通过紧固螺栓(3)实现紧固；多个板片(6)叠加形成汽体流道(10)和液体流道(9)，汽体流道(10)和液体流道(9)相邻分布，其中形成液体流道(9)的相邻板片(6)间侧面封闭，形成汽体流道(10)的相邻板片(6)间侧面未封闭；所述换热段(5)顶部和底部分别与板片(6)垂直的设置有进液管道(1)和出液管道(2)，液体工质通过进液管道(1)与板片(6)连接处的进液管间隙(1-1)进入液体流道，经过换热后从出液管间隙(2-1)流入出液管道(2)，完成液体工质的换热过程；所述换热段(5)侧面设置有汽体引流通道(4)，汽体工质通过汽体引流通道(4)进入换热段(5)内的汽体流道；实现汽体工质和液体工质的叉流换热。

2.根据权利要求1所述的适用于汽-液换热的板式换热器，其特征在于：汽体工质从板式换热器的侧面进入，汽体工质的入口面积有效增大，进而极大的增大汽体工质的流量，同时减小压损；此外还能够通过调整汽液侧工质的流道面积以满足不同工况下汽-液换热问题。

3.根据权利要求1所述的适用于汽-液换热的板式换热器，其特征在于：所述板片(6)中相邻的两个板片，其中一个为另一个沿中心线旋转180°放置。