CN106546115B - 一种具有内插支撑物的板式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有内插支撑物的板式换热器，包括板式换热单元、板间支撑物、壳体、封头、隔离栅以及侧接口，所述板式换热单元由若干个相互平行的板片组成，该板片将所述壳体内空间分隔为两个互不连通的流道。与现有的波纹板片不同，所述板片并不直接接触，而是通过所述板间支撑物形成支撑并平衡两侧压力。所述板间支撑物呈带有螺旋扭带结构的整体板状，设置在所述板片之间，优选设置在所述板片压力较低的一侧或两侧。所述螺旋扭带结构对流体进行扰动以促进传热的进行。本发明具有承受高压和高压差，可靠性提高，清洗维护方便，制造成本降低等优点。

Description

一种具有内插支撑物的板式换热器

技术领域

本发明涉及一种工业换热设备，尤其是涉及一种板式换热器。

背景技术

板式换热器自从1878年问世，近几十年发展尤为迅速，已广泛应用于食品、制药、化工、冶金、电力等各个行业。板式换热器通常采用奇偶板片波纹方向相反的金属薄板进行堆叠，并在两端压紧形成换热流道。与传统的管壳式换热器相比，板式换热器具有结构紧凑、传热平均温差大、低流速下传热效率高、安装维护方便等优点，尤其适合于低品位热能的回收、高粘度流体换热。但同时也存在以下问题：

一、难以承受高压和高压差，受密封垫圈耐压限制，可拆卸式板式换热器使用压力一般不高于2.0MPa，芬兰VAHTERUS和中国甘肃蓝科石化等开发的全焊式板片，置于圆柱壳体内形成板壳式换热器，耐压可达8.0MPa，但焊接范围大，同时也失去了易于清洗维护的优点，使用领域受到限制。

二、对污垢敏感，由于相邻板片的波峰接触形成支撑，板间距较小，因而结垢易使流阻增大或流道堵塞，造成换热效率下降或频繁拆解清洗，因而不适用于带有固体颗粒或纤维的流体(如污水、烟气)或换热过程易发生结晶的溶液。

三、不适用于高流速场合(如气体换热)。由于流道过于狭窄，气体流动阻力很高，因而板式换热器在气体换热(如烟气余热回收、压缩机段间冷却器)等场合较少应用。

四、不适用于表面蒸发场合(如蒸发式冷凝器)。表面蒸发场合要求液膜能够在表面充分铺展，而波纹形成的凹凸不平的表面阻碍了液膜的铺展。

现有技术中公开了一项发明申请(申请号201010184715.9)：公开了一种板壳式换热器。包括壳体、板束、板束管箱、介质进出口接管，采用全焊式六边形波纹板片作为传热元件。板片与板片之间通过焊接方式组成板束，板束安装在圆筒形壳体内，提高了承压能力，但焊接范围大，不便拆解，只适用于清洁流体。

现有技术中公开了一项发明申请(申请号201110244041.1)：该装置涉及一种换热器，它包括壳体、置于壳体内的板式芯体和设于壳体或芯体上的介质进、出口，板芯是由若干个由换热板片叠装成的单元体组装而成的，单元体内及单元体与单元体之间皆为介质的流通通道，其特点是，在介质的流通通道内装有一层或多层传导金属板。与本专利不同在于其金属板的作用是扩展换热面积，不具有支撑和扰流作用。

另外公开了一项发明申请(申请号201210258496.3)：该装置公开了一种板式换热器，该换热器包括换热板、外壳和密封垫、端盖、密封条，换热板和外壳形成两个相互独立的截面为楔形交错的流道。通过板片压制的凸点作为支撑，流体在楔形流道内不易分布均匀，且承受压差能力较弱。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可承受高压和高压差，适用领域更广，便于清洗维护，表面平整，制造、安装、维护方便的板式换热器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种板式换热器，包括板式换热单元、板间支撑物、壳体、封头、隔离栅以及侧接口，所述板式换热单元由若干个相互平行的板片组成，并与隔离栅一起将所述壳体内空间分隔为两个互不连通的流道。与现有的波纹板片不同，所述板片并不直接接触，而是通过所述板间支撑物形成支撑并平衡两侧压力。

其中，板式换热单元的结构型式包括两种：

一、由整张金属板片经往复折板形成：即所述板式换热单元由一整张金属平板经过往复折板形成一系列平行板状结构；本方案中，采用反复折板形式的板式换热单元，其整体成型结构使板间无需焊接和密封，只需对两端进行密封，提高了密封可靠性。

二、由独立矩形板腔堆叠而成：即所述板式换热单元由若干互不相连的独立矩形板腔堆叠组成；

折板或堆叠后形成的换热单元截面与壳体内壁截面相吻合，其截面形状为矩形或圆形。

所述板间支撑物呈带有螺旋扭带结构的整体板状，设置在所述板片之间，优选设置在所述板片压力较低的一侧或两侧。

其作用是：

一、支撑换热面，平衡两侧压差；

二、对流体进行扰动以促进传热的进行；

三、通过与板片的接触并压紧以减小接触热阻，将热从板片传导到螺旋扭曲带，增大传热面积。

板间支撑物的成型方法有如下两种：

一、所述板间支撑物由螺旋扭曲带拼接而成，该螺旋扭曲带的宽度与所述板片间距相等以形成支撑；组成同一板间支撑物的螺旋扭曲带具有相同的厚度、宽度、扭距，长度等于或小于板式换热单元长度。拼接方式为焊接、粘接、卡槽连接等。相邻两螺旋扭曲带的扭转方向可以是相同的，也可以是相反的，但优选相反的。根据应用场合和成型方式不同，螺旋扭曲带的排布方式又分为以下几种方式：

(1)连续螺旋扭曲带板：由相互平行的不间断连续螺旋扭曲带拼接而成，螺旋轴向与流体流动方向一致。其特点是支撑强度好，扰流效果好，但流动阻力较大；

(2)间断螺旋扭曲带板：由相互平行且在螺旋轴向上具有一定间距的螺旋扭曲带拼接而成，其特点是支撑强度和扰流效果较(1)弱，但流动阻力较小。

(3)菱形排布扭曲带板：螺旋扭曲带交叉排列且轴向与流体流动方向呈一定夹角，扭曲带之间的连接方式为卡槽连接。其特点是支撑强度和扰流效果较(2)更弱，但流动阻力更小。

二、所述板间支撑物由整块板材经切割成为具有整体框架和若干伸出部的平板，并将所述伸出部扭转大于或等于90度的角度，使其呈螺旋扭带结构，相邻两螺旋扭曲带的扭转方向可以是相同的，也可以是相反的，但优选相反的，所述伸出部的宽度与所述板片间距相等以形成支撑。其特点是，整体成型，不需焊接，扰流效果好，但在同等几何尺寸条件下，支撑强度较情形一为弱。

板间支撑物与板式换热单元的装配方式：

板间支撑物置于换热单元的平行的相邻板片之间，无固定连接，通过两侧压差和预紧力使板片与板间支撑物接触且在工作中无相对移动。板间支撑物安装在流道中压力较低的一侧以平衡压差，起到支撑作用；或在两侧均有加入支撑物，起到强化传热作用。

壳体：

为使换热单元具有一定的承压能力，将换热单元置于一刚性壳体内。根据所受压力范围不同，壳体分为以下几种：

一、一体化壳体：流道内压力与环境压力之差在10kPa以下：对于连续折板形成的板式换热单元，可不另设壳体，将形成板式换热单元的金属板延伸使其覆盖换热单元侧壁，与另一端板片焊接或粘接密封，形成一体化壳体，并在壁面开孔形成流体的进出口。

二、对于流道内压力与环境压力之差大于10kPa板式换热单元，又分为如下几种情形：

(1)矩形板框壳体：截面为矩形的板式换热单元，包括连续折板形成的板式换热单元和独立矩形板腔堆叠形成的板式换热单元，由四块与板式换热单元贴合的矩形板或板框包围形成壳体，在壁面上开孔形成流体进出口。相对的两板壁通过螺栓连接，通过收紧螺栓使板壁与板式换热单元紧密接触并压紧，形成预紧力。

(2)截面为圆形的板式换热单元，壳体结构分为两种情况：

(a)双半圆壳体：不具有内壳体，壳体为两个带直边的半圆柱壳体构成，直边上开有螺栓孔，通过螺栓与板式换热单元边缘压紧形成密封并连接为一个完整的圆柱壳体。壳体壁上开孔并连接接口管道形成进出口。

(b)Ω形壳体：具有内壳体，即将情形一所述的具有截面为圆形的一体化壳体的板式换热单元置入一厚壁的圆柱形壳体内，且在侧开口两侧具有环绕内壳体的密封圈，以保证装配时该处内壳体与外壳体之间是紧密接触的。壳体沿圆柱长度方向分开并连接有直边，其截面形状类似字母“Ω”，直边上开有螺栓孔，装配时先将板式换热单元置入壳体内，然后通过螺栓将对应的两直边收紧，使壳体与板式换热单元紧密接触。内壳体上开孔与外壳体开孔位置对应，形成流体进出口。

(3)整圆形壳体：具有内壳体，先将一厚壁圆筒形壳体加热使其略微膨胀，将具有一体化内壳体的截面为圆形的板式换热单元置入一厚壁圆筒形壳体中，且在侧开口两侧具有环绕内壳体的密封圈，以保证装配时该处内壳体与外壳体之间是紧密接触的。壳体冷却后收缩与板式换热单元贴紧形成密封和预紧力。

封头：与壳体端部和管道相连的腔体，连接方式为法兰连接、焊接或粘接。用于与壳体一起形成流道并连接管道。

隔离栅连接在所述板式换热单元两端，其形状与所述板式换热单元截面形状的相间的行流道相吻合，配合所述壳体和所述封头形成两个互不连通的流道。隔离栅通过焊接、粘接或夹持与换热单元连接为一体，一端形状与板式换热单元截面形状的奇数行流道相吻合，另一端与板式换热单元截面形状的偶数数行流道相吻合。其作用是封闭流道，阻断一端封头流道与临近的侧进出口之间的连通，形成两个互不连通的流道，一端封头与另一端侧进出口相通。可以是一体式结构，也可以是分离式条状结构。一体式结构分为带密封圈和不带密封圈两种型式。密封圈被夹持在壳体法兰和封头法兰之间形成密封。

侧接口：连接在壳体侧壁开口处，用于连接管道。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、能够承受高压和高压差：本发明结合了板式换热器和管壳式换热器的优点，结构紧凑，且能承受高压和高压差。现有的波纹板堆叠板式换热器，不可承受高压和高压差，可拆卸式的承压不超过2.0MPa，全焊式的承压不超过8.0MPa。而本发明所提出的板式换热器结构，承压能力与普通管壳式换热器类似，且采用螺旋扭带支撑结构，可承受40MPa以上的高压差。

2、可靠性提高：现有的波纹板堆叠板式换热器，在波纹板周边需采用密封圈密封或全焊式密封，密封范围大，本发明采用反复折板形式的板式换热单元，其整体成型结构使板间无需焊接和密封，只需对两端进行密封，因此提高了密封可靠性。

3、清洗维护方便：现有的波纹板堆叠板式换热器，可拆卸式的可分解进行机械清洗，全焊式的不可进行机械清洗。与之相比，本发明的板间支撑物可方便地抽出进行清洗或更换，板式换热单元为平板，不需分解即可进行机械清洗，因此清洗维护十分便利。

4、制造成本降低：对于压力较高的场合，本发明将承压任务交给壳体，承受压差的任务交给板间支撑物，板式换热单元不需承受压力和压差，因此可采用较薄的板材制造，在提高换热效率的同时降低了板式换热单元重量。同时，对于腐蚀性流体或冲蚀强烈的场合，采用具有内壳体的结构，壳体只需承受压力而不与流体接触，因此板式换热单元和一体化壳体可采用价格较贵的耐腐蚀材料如不锈钢、铜及铜合金、钛等，若发生腐蚀穿孔可单独抽出更换，而壳体可采用较为廉价的碳钢或铸铁，进一步降低了制造成本。

附图说明

图1为A板式换热单元；

图2为B板式换热单元；

图3为C板式换热单元；

图4为螺旋扭曲带；

图5为扭转方向相同的相邻两螺旋扭曲带；

图6为扭转方向相反的相邻两螺旋扭曲带；

图7为连续扭曲带板；

图8为间断扭曲带板；

图9为图8中W处的局部放大图；

图10为菱形扭曲带板；

图11为图10中X处的局部放大图；

图12为卡槽连接；

图13为整体切割成型板；

图14为图13中Y处的局部放大图；

图15为整体切割板式支撑板；

图16为图15中Z处的局部放大图；

图17为两侧流道均装有板间支撑物的装配方式(截面为矩形)；

图18为截面为矩形的一体化壳体；

图19为图18的截面示意图；

图20为截面为圆形的一体化壳体；

图21为图20的截面示意图；

图22为矩形平板壳体；

图23为双半圆壳体(分解图)；

图24为“Ω”形壳体(分解图)；

图25为“Ω”形壳体(局部放大图)；

图26为整圆形壳体(分解图)；

图27为分离式条状隔离栅；

图28为不带密封圈的一体式隔离栅；

图29为带密封圈的一体式隔离栅。

附图中：1-1为A板式换热单元，1-2为B板式换热单元，1-3为C板式换热单元，2-1为螺旋扭曲带，2-2为卡槽，2-3为伸出部，2-4为扭转伸出部，3-1为连续扭曲带板，3-2为间断扭曲带板，3-3为菱形扭曲带板，3-4为整体切割成型板，3-5为整体切割板式支撑板，4-1为一体化壳体，4-2为矩形平板壳体，4-3为双半圆壳体，4-4为“Ω”形壳体，4-5为整圆形壳体，5-1为侧开口，6为封头，7为侧接口，8为螺栓孔，9-1为分离式条状隔离栅，9-2为不带密封圈的一体式隔离栅，9-3为带密封圈的一体式隔离栅，10-1为壳体法兰，10-2为封头法兰，10-3为接口法兰，11-1为壳体直边，11-2为密封边，12为密封圈，13为底座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

一、结构：

如图7、23所示，一种板式换热器包括B板式换热单元1-2、连续扭曲带板3-1、双半圆壳体4-3、封头6、不带密封圈的一体式隔离栅9-2以及侧接口7。连续扭曲带板3-1设置在B板式换热单元1-2的板片之间，双半圆壳体4-3通过壳体直边11-1和密封边11-2的连接而包裹在B板式换热单元1-2外，封头6通过封头法兰10-2和壳体法兰10-1的连接而设置在双半圆壳体4-3两端，不带密封圈的一体式隔离栅9-2设置在封头6与双半圆壳体4-3之间，侧接口7连接在双半圆壳体4-3的侧开口上，可通过接口法兰10-3与其它管道连接，其中：

(1)板式换热单元：如图2、23所示，B板式换热单元1-2为一整张金属平板经过往复折板形成的截面为圆形的板式换热单元，其上、下端设有两密封边11-2。如此设计，板式换热单元不需分解即可进行机械清洗，维护十分便利。此外，板式换热单元不需承受压力和压差，可采用较薄的板材制造，在提高换热效率的同时降低了重量。

(2)板间支撑物：如图4、7所示，板间支撑物为连续扭曲带板3-1：该连续扭曲带板3-1由相互平行的连续排列的螺旋扭曲带2-1焊接而成；如图6所示，螺旋轴向与流体流动方向一致，同时相邻两螺旋扭曲带2-1的扭转方向相反。螺旋扭曲带2-1的宽度与所支撑的板片间距相等。组成连续扭曲带板3-1的各螺旋扭曲带2-1具有相同的厚度、宽度和扭距，长度等于B板式换热单元1-2长度。其特点是支撑强度好，扰流效果好，但流动阻力较大。

(3)板间支撑物与板式换热单元的装配方式：连续扭曲带板3-1置于B板式换热单元1-2的平行的相邻板片之间，无固定连接，通过两侧压差和预紧力使板片与连续扭曲带板3-1接触且在工作中无相对移动。在本实施例中，两侧流道均有连续扭曲带板3-1，起到支撑、强化传热作用。

(4)壳体：由于板式换热单元的流道内压力与环境压力之差大于10kPa，因此采用双半圆壳体4-3。如图23所示，双半圆壳体4-3不具有内壳体，其由两个带壳体直边11-1和壳体法兰10-1的半圆柱壳体构成，壳体直边11-1上设有螺栓孔8，通过螺栓与B板式换热单元1-2密封边11-2压紧形成密封并连接为一个完整的圆柱壳体。双半圆壳体4-3壁上设有侧开口，侧开口连接侧接口7形成进出口。如此设计，该结构使板片之间无需焊接或密封，只需对板式换热单元边缘进行密封，提高了密封可靠性。

(5)封头：如图23所示，封头6是与双半圆壳体4-3和其它管道相连的腔体，通过封头法兰10-2和壳体法兰10-1的连接与双半圆壳体4-3一起形成流道并连接其它管道。

(6)隔离栅：如图23、28所示，具体为不带密封圈的一体式隔离栅9-2，通过焊接与B板式换热单元1-2两端连接为一体，一端形状与B板式换热单元1-2截面形状的奇数行流道相吻合，另一端与B板式换热单元1-2截面形状的偶数行流道相吻合。其作用是封闭流道，阻断一端封头6与临近侧接口7的通道，连通一端封头6与另一端侧接口7的通道，从而形成两个互不连通的流道。

(7)侧接口：如图23所示，连接在双半圆壳体4-3的侧开口处，通过接口法兰10-3连接其它管道。

二、材质：

壳体、封头、侧接口材质为不锈钢304；板式换热单元材质为黄铜H62；板间支撑物材质分别为紫铜(A)，不锈钢304(B)。

三、几何尺寸：

板式换热器直径(内径)：d＝160mm；

板式换热器长度：L＝1200mm；

板片厚度：δ＝2mm；

板片间距：h＝8mm；

换热面积：A＝2.4m²；

流道截面积：S＝0.805×10^-3m²(单侧)；

四、实验测试：

该实施例提出的板式换热器，其承压能力与普通管壳式换热器类似，可以承受40MPa以上的高压差，这主要依靠板间支撑物平衡板片两侧压差；通过与板片的接触并压紧板间支撑物以减小接触热阻，将热从板片传导到板间支撑物，增大传热面积，从而大幅度提供换热效率。为了更好优选板间支撑物的结构和材料，分别对板间支撑物A和B进行分析。

两种板间支撑物的具体参数如下：

板间支撑物A：由宽度8mm，厚度0.8mm紫铜扁带制成螺旋扭曲带，扭距(节距)为60mm，焊接成平板，相邻两螺旋扭曲带的扭转方向是相反的；

板间支撑物B：由宽度8mm，厚度1.1mm不锈钢304扁带制成螺旋扭曲带，扭距(节距)为60mm，焊接成平板，相邻两螺旋扭曲带的扭转方向是相反的。

(1)板间支撑物承压测试：在疲劳试验机上进行压应力测试，逐渐增大压力，直至产生不可恢复的形变，此时压力为极限承压。

板间支撑物A：极限承压2.4MPa。

板间支撑物B：极限承压20MPa。

测试表明，板间支撑物承压能力与材质屈服强度、扭距，宽度、厚度有关，屈服强度越大，扭距越小，宽度越小，厚度越大，则承压也越大。

(2)传热性能测试：为了验证板间支撑物对传热的影响，测试了不加入板间支撑物，加入板间支撑物A，加入板间支撑物B三种情况下的传热系数和流动阻力。测试介质为水。流速范围0.1～2m/s，对应雷诺数范围2440～48800。

表1板间支撑物参数对比表

根据表1实验数据得出，加入板间支撑物的具有明显的强化传热效果；采用高导热材料紫铜的板间支撑物B除扰流强化传热作用外，其增加传热面积的效果也较显著，因而对流传热系数高于同等结构而导热性较低的板间支撑物A10～20％。

实施例2：

根据相关附图，一种板式换热器包括A板式换热单元1-1、间断扭曲带板3-2、矩形平板壳体4-2、封头6、分离式条状隔离栅9-1以及侧接口7。如图22所示，封头6设置在矩形平板壳体4-2两端，侧接口7设置在矩形平板壳体4-2的壁上并且邻近封头6，矩形平板壳体4-2上设有螺栓孔8。其中：

(1)板式换热单元：如图1所示，A板式换热单元1-1是一整张金属平板经过往复折板形成的截面为矩形的板式换热单元。

(2)板间支撑物：如图5、8、9所示，板间支撑物为间断扭曲带板3-2：由相互平行并且在与螺旋轴向垂直的方向上具有一定间距的螺旋扭曲带2-1粘接而成，同时相邻两螺旋扭曲带2-1的扭转方向相同。螺旋扭曲带2-1的长度略小于A板式换热单元1-1长度。其特点是，支撑强度和扰流效果较连续扭曲带板3-1弱，但流动阻力较小。

(3)板间支撑物与板式换热单元的装配方式：仅在压力较低的一侧流道装有间断扭曲带板3-2，起到平衡压差、支撑的作用。

(4)壳体：由于板式换热单元的流道内压力与环境压力之差大于10kPa，因此采用矩形平板壳体4-2。如图22所示，矩形平板壳体4-2由四块与A板式换热单元1-1贴合的矩形板框包围形成壳体，在壁上设有与侧接口7连接的侧开口。相对的两矩形板框设有螺栓孔8，通过收紧螺栓使相对的矩形板框与A板式换热单元1-1紧密接触并压紧，形成预紧力。

(5)封头6：如图22所示，通过焊接与矩形平板壳体4-2连接。

(6)隔离栅：如图27所示，采用分离式条状隔离栅9-1，通过粘接与A板式换热单元1-1连接为一体。

该实施例的其他内容和结构形式与实施例1基本相同。

实施例3：

根据相关附图，一种板式换热器包括A板式换热单元1-1、菱形扭曲带板3-3、一体化壳体4-1、封头6、分离式条状隔离栅9-1以及侧接口7，其中：

(1)板间支撑物：如图10、11、12所示，板间支撑物为菱形扭曲带板3-3：由交叉排列且轴向与流体流动方向呈一定夹角的螺旋扭曲带2-1用卡槽2-2连接而成。其特点是，其特点是支撑强度和扰流效果较间断扭曲带板3-2更弱，但流动阻力更小。

(2)壳体：由于流道内压力与环境压力之差在10kPa以下，因此可以采用一体化壳体4-1，如图18、19所示，将形成A板式换热单元1-1的金属板从顶、底板片延伸使其覆盖其右、左两个平直侧壁，与另一端板片焊接密封，形成一体化壳体4-1，并在壁上设有侧开口5-1形成流体的进出口。

(3)封头：通过粘接连接与一体化壳体4-1连接。

该实施例的其他内容和结构形式与实施例2基本相同。

实施例4：

根据相关附图，一种板式换热器包括B板式换热单元1-2、整体切割板式支撑板3-5、一体化壳体4-1、封头6、不带密封圈的一体式隔离栅9-2以及侧接口7，其中：

(1)板间支撑物：如图13、14所示，先由整张薄板经切割形成具有整体框架和若干伸出部2-3的整体切割成型板3-4。如图15、16所示，再将伸出部2-3扭转大于九十度的角度形成宽度与板片间距相等的扭转伸出部2-4，最终得到的整体切割板式支撑板3-5即为板间支撑物。其特点是，整体成型，不需焊接，扰流效果好，但在同等几何尺寸条件下，支撑强度较螺旋扭曲带2-1拼接而成的板间支撑物弱。

(2)壳体：由于流道内压力与环境压力之差在10kPa以下，因此采用一体化壳体4-1。如图20、21所示，将形成B板式换热单元1-2的金属板从上、下两端板片延伸从而覆盖其左、右两个圆弧侧壁，与另一端板片粘接密封，形成一体化壳体4-1，并在壁上设有侧开口5-1形成流体的进出口。

该实施例的其他内容和结构形式与实施例1基本相同。

实施例5：

本实施例参考图24、25。该两幅图中，板式换热器包括B板式换热单元1-2、连续扭曲带板3-1、“Ω”形壳体4-4、封头6、不带密封圈的一体式隔离栅9-2以及侧接口7，其中：

(1)壳体：由于板式换热单元的流道内压力与环境压力之差大于10kPa，因此采用“Ω”形壳体4-4。如图24所示，配合使用内壳体(一体化壳体4-1)，即将实施例4所述的具有一体化壳体4-1的B板式换热单元1-2置入一厚壁的圆柱形壳体内，且在侧开口5-1两侧具有环绕内壳体的密封圈12，以保证装配时该处内壳体与“Ω”形壳体4-4之间是紧密接触的。“Ω”形壳体4-4沿圆柱长度方向分开并连接有壳体直边11-1，其截面形状类似希腊字母“Ω”，壳体直边11-1上设有螺栓孔8。装配时先将具有一体化壳体4-1的B板式换热单元1-2置入“Ω”形壳体4-4内，然后通过螺栓将对应的两壳体直边11-1收紧，使“Ω”形壳体4-4与内壳体紧密接触。壳体直边11-1的两端设有用于安装在外部构件的底座13。内壳体的侧开孔5-1与“Ω”形壳体4-4的侧开孔的位置相互对应，形成流体进出口。

如此设计，“Ω”形壳体4-4只需承受压力而不与流体接触，因此B板式换热单元1-2和一体化壳体4-1可采用价格较贵的耐腐蚀材料如不锈钢、铜、铜合金、钛等，若发生腐蚀穿孔可单独抽出更换，而“Ω”形壳体4-4可采用较为廉价的碳钢或铸铁，进一步降低了制造成本。

该实施例的其他内容和结构形式与实施例1基本相同。

实施例6：

该实施例参考图7、26，板式换热器包括B板式换热单元1-2、连续扭曲带板3-1、整圆形壳体4-5、封头6、不带密封圈的一体式隔离栅9-2以及侧接口7，其中：

(1)壳体：由于板式换热单元的流道内压力与环境压力之差大于10kPa，因此采用整圆形壳体4-5。如图26所示，配合使用内壳体(一体化壳体4-1)，先将一厚壁圆筒形壳体加热使其略微膨胀，将实施例4所述的具有一体化壳体4-1的B板式换热单元1-2置入该厚壁圆筒形壳体中，且在侧开口5-1两侧设有环绕内壳体的密封圈12，以保证装配时该处内壳体与整圆形壳体4-5之间是紧密接触的。整圆形壳体4-5冷却后收缩与内壳体贴紧形成密封和预紧力。如此设计的效果跟实施例5所述的“Ω”形壳体4-4一样。

该实施例的其他内容和结构形式与实施例5基本相同。

实施例7：

根据相关附图，本实施例提供的板式换热器包括C板式换热单元1-3、连续扭曲带板3-1、双半圆壳体4-3、封头6、带密封圈的一体式隔离栅9-3以及侧接口7，其中：

(1)板式换热单元：如图3所示，C板式换热单元1-3是由独立矩形板腔堆叠而成的截面为圆形的板式换热单元，板腔间和板腔内具有连续扭曲带板3-1。

(2)隔离栅：如图29所示，具体为带密封圈的一体式隔离栅9-3，其被夹持在壳体法兰10-1和封头法兰10-2之间形成密封。

该实施例的其他内容和结构形式与实施例1基本相同。

实施例8：

根据相关附图，本实施例提供的板式换热器包括A板式换热单元1-1、连续扭曲带板3-1、矩形平板壳体4-2、封头6、分离式条状隔离栅9-1以及侧接口7。其中：

(1)板间支撑物与板式换热单元的装配方式：如图17所示，两侧流道均有连续扭曲带板3-1。

该实施例的其他内容和结构形式与实施例2基本相同。

在符合本领域常识的基础上，上述各具体实施例中的条件，可根据适用场合和工艺需要进行组合，即得本发明各较佳实施例。

Claims (5)

1.一种具有内插支撑物的板式换热器，包括板式换热单元、板间支撑物、壳体、封头、隔离栅以及侧接口，其特征在于：所述板式换热单元由若干个相互平行的板片组成，该板片将所述壳体内空间分隔为两个互不连通的流道；

所述板间支撑物呈带有螺旋扭带结构的整体板状，设置在所述板片之间；

所述的板片为平直板片；

所述壳体为与所述板式换热单元连成一体的延伸包覆板，所述延伸包覆板设有换热介质的进出口。

2.根据权利要求1所述的一种具有内插支撑物的板式换热器，其特征在于：所述板式换热单元由一整张金属平板经过往复折板形成一系列平行板状结构；或者由若干互不相连的独立矩形板腔堆叠组成；

折板或堆叠后形成的板式换热单元截面与壳体内壁截面相吻合，其截面形状为矩形或圆形。

3.根据权利要求1所述的一种具有内插支撑物的板式换热器，其特征在于：所述板间支撑物由螺旋扭曲带拼接而成，该螺旋扭曲带的宽度与所述板片间距相等以形成支撑；

或者，所述板间支撑物由整块板材经切割成为具有整体框架和若干伸出部的平板，并将所述伸出部扭转大于或等于90度的角度，使其呈螺旋扭带结构，所述伸出部的宽度与所述板片间距相等以形成支撑。

4.根据权利要求1或3所述的一种具有内插支撑物的板式换热器，其特征在于：所述螺旋扭带结构中相邻两伸出部或螺旋扭曲带的扭转方向相同，或相反。

5.根据权利要求1所述的一种具有内插支撑物的板式换热器，其特征在于：所述隔离栅连接在所述板式换热单元两端，其形状与所述板式换热单元截面形状的相间的行流道相吻合，配合所述壳体和所述封头形成两个互不连通的流道。