CN116265853A - 多路径板壳式热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种板壳式热交换器(100)，该热交换器包括定位在壳体(20)中的板对(50、60)的叠堆，其中，板对(50、60)的叠堆包括多个第一类型(50)的板对和多个第二类型(60)的板对。每个板对(50、60)包括两个传热板(10)，这两个传热板彼此连接并在彼此之间形成腔(11)，并且包括入口开口(13a、13b)和出口开口(13’a、13’b)。第一内部流动路径(12a)形成为通过第一入口开口(13a)、第一类型(50)的板对的腔(11)和第一出口(13’a)。第二内部流动路径(12b)形成为通过第二入口开口(13b)、第二类型(60)的板对的腔(11)和第二出口(13’b)。第三外部流动路径(22)被限定于壳体内并且在第一类型(50)的板对和第二类型(60)的板对之间。

Description

多路径板壳式热交换器

技术领域

本发明涉及板壳式热交换器和用于板壳式热交换器的传热板。

背景技术

板壳式热交换器包括定位于壳体或外壳内的多个堆叠的结构化板。板成对地连接，使得用于第一流体的第一流体流动路径至少部分地设置于连接的板对内。成对的相连板被设计成将第一入口开口流体连接到热交换器的第一出口开口，从而形成第一流体流动路径。用于第二流体的第二流体流动路径设置于连接的成对板的外侧，并通过板与第一流体流动路径间隔开。第二流体流动路径将第二入口开口流体连接到第二出口开口。在第一流体流动路径中流动的流体与在第二流体流动路径中流动的流体之间发生热交换。

第二流体通过第二入口开口进入热交换器的壳体，沿着壳体内部的复杂的第二流体流动路径流动，并通过第二出口开口流出。当第二流体进入热交换器的壳体时，它经历了从通过例如管道的管状或圆筒形流到经过热交换器内部的各种部件的分支流的复杂变化。

依赖于热交换器的内部布局，第一流体流和第二流体流可以在一些区域中被阻挡和/或以不均匀的方式被引导，使得热交换器内部的两种流体之间的热传递速率降低。此外，压力(例如开口区域中的压力以及板的中心流动部分中的压力)可能是显著的，因此目标是在板上形成更好的压力分布。

发明内容

本发明提供了一种板壳式热交换器，该热交换器包括定位在壳体中的板对堆叠，其中，板对的叠堆包括多个第一类型的板对和多个第二类型的板对，其中：

-第一类型的每个板对包括两个传热板，这两个传热板彼此连接并在彼此之间形成腔，并且包括第一入口开口和第一出口开口，以及

-第二类型的每个板对包括两个传热板，这两个传热板彼此连接并在彼此之间形成腔，并且包括第二入口开口和第二出口开口，

其中，第一类型的板对的第一入口开口和第一出口开口彼此连接，以便形成穿过第一入口开口、第一类型的板对的腔和第一出口的第一内部流动路径，

其中，第二类型的板对的第二入口开口和第二出口开口)彼此连接，以便形成穿过第二入口开口、第二类型的板对的腔和第二出口的第二内部流动路径，

并且其中，第三外部流动路径被限定于壳体内并且在第一类型的板对和第二类型的板对之间。

因此，本发明提供了一种板壳式热交换器，即一种包括布置于壳体内的板的叠堆的热交换器。在根据本发明的热交换器中，形成板的叠堆的板呈板对的形式，每个板对包括两个传热板，这两个传热板以在传热板之间形成腔的方式彼此连接。

板对的叠堆包括多个第一类型的板对和多个第二类型的板对。第一类型的每个板对包括第一入口开口和第二入口开口。类似地，第二类型的每个板对包括第二入口开口和第二出口开口。

第一类型的板对的第一入口开口和第一出口开口彼此连接，以便形成通过第一入口开口、第一类型的板对的腔和第一出口的第一内部流动路径。因此，通过第一类型的板对的腔形成多个平行的第一内部流动路径。由于相应的第一入口和第一出口彼此连接，这些平行的第一流动路径可以连接到相同的流体源，所以在热交换器的操作期间，相同种类的流体将流过所有的第一内部流动路径。在下文中，该流体将被称为第一流体。

类似地，第二类型的板对的第二入口开口和第二出口开口彼此连接，以便形成穿过第二入口开口、第二类型的板对的腔和第二出口的第二内部流动路径。由此，与上述第一内部流动路径类似，形成多个平行的第二内部流动路径。因此，上述说明在这里同样适用。在下文中，流过平行的第二内部流动路径的流体被表示为第二流体。

因此，两种单独的流体(即，第一流体和第二流体)分别彼此独立地供应到第一内部流动路径和第二内部流动路径。

此外，第三外部流动路径被限定于壳体内并且在第一类型的板对和第二类型的板对之间。在下文中，在第三外部流动路径中流动的流体被表示为第三流体。

因此，在热交换器的操作期间，一方面在第三流体和另一方面在第一流体和第二流体中的每一个之间发生热交换。换言之，第三流体与第一流体以及与第二流体进行热交换。这提供了热交换器的紧凑设计，同时以简单有效的方式确保第一流体和第二流体的合适温度，同时防止这三种流体之间的混合。

因此，在第一内部流动路径中流动的第一流体以及在第二内部流动路径中流动的第二流体可以与在第三外部流动路径中的第三流体交换热量。

第一类型的每个板对还可以设置有第二入口开口和第二出口开口，并且给定的第一类型的板对的第二入口开口和第二出口开口相对于由所述给定的第一类型的板对限定的第一入口开口、第一出口开口和腔可以是密封的。

根据该实施例，第一内部流动路径和第二内部流动路径彼此有效地间隔开，从而防止第一流体和第二流体的混合。然而，由于第二入口开口和第二出口开口形成于第一类型的板对中，第一类型的板对和第二类型的板对实际上可以相同地或以类似的方式设计，唯一的区别在于，在第一类型的板对中，腔连接到第一入口开口和第一出口开口，而在第二类型的板对中，腔连接到第二入口开口和第二出口开口。这降低了热交换器的制造成本。

类似地，第二类型的每个板对还可以设置有第一入口开口和第一出口开口，并且给定的第二类型的板对的第一入口开口和第一出口开口相对于由给定的第二类型的板对限定的第二入口开口、第二出口开口和腔可以是密封的。前文关于第一类型的板对的说明同样适用于这里。

第一入口开口和第一出口开口可以形成于板对的传热板中的一个中，并且第二入口开口和第二出口开口可以形成于板对中的传热板中的另一个传热板中。

根据该实施例，有效地确保了第一入口/出口开口和第二入口/出口开口彼此不接触，从而有效地防止了第一流体和第二流体在入口开口和出口开口处或附近的混合。

第一类型的板对和第二类型的板对可以是相同的，并且围绕板对的中心轴线相对于彼此旋转一角度。根据该实施例，相同的设计分别应用于第一类型的板对和第二类型的板对，并且板对的取向确定给定的板对是被视为第一类型的板对还是被视为第二类型的板对。板对的中心轴线可以是板对的对称轴。

第一类型的板对和第二类型的板对可以交替地布置于板对的叠堆中。根据该实施例，板对以这样的方式布置于板对的叠堆中：即，第一类型的每个板对布置于两个第二类型的板对之间，或者布置于第二类型的板对和端板之间，并且第二类型的每个板对布置于两个第一类型的板对之间，或者在第一类型的板对和端板之间。由此，第一内部流动路径和第二内部流动路径也交替地布置于热交换器中。这同时提供了与第一流体和第二流体中的每一个的均匀和适当的热交换。

形成第一类型的板对的传热板和/或形成第二类型的板对的传热板可以是相同的，并且围绕板对的中心轴线旋转180°。

根据该实施例，相同的传热板用于形成第一类型的板对和/或第二类型的板对。传热板可以被视为限定第一侧和相对的第二侧。当连接传热板以形成板对时，传热板相对于彼此定向，使得传热板的第一侧彼此面对，并且传热板的第二侧形成板对的外表面。因此，传热板的第一侧面对形成于传热板之间的腔，而第二侧面对相邻的板对。

板对可以具有圆形、椭圆形、五边形或六边形的外形。这允许板对的叠堆限定与容纳板对的叠堆的壳体的形状匹配的形状。

第一类型的板对的第一入口开口和第一出口开口可以由连接元件连接，并且第二类型的板对的第二入口开口和第二出口开口可以由连接元件连接。这有效地保持各自的流动路径间隔开，并防止各种流体的意外混合。

第一类型的板对和第二类型的板对可以在入口开口和出口开口的外边缘处彼此密封地连接。这有效地防止了第一流体和第二流体在入口开口和出口开口附近的区域处的意外混合。

板壳式热交换器可以连接到电解槽，以使供给到电解槽的阴极的流体、供给到电解槽的阳极的流体、以及公共加热或冷却流体通过板壳式热交换器。

根据该实施例，供给到电解槽的阴极的流体以及供给到电解槽的阳极的流体同时被加热或冷却，作为在第三外部流动路径中流动的加热或冷却流体。由此，确保了供应到电解槽的两种流体都具有适当的温度，并且这以容易和有效的方式得到了保证。

附图说明

图1A和1B示出了现有技术的板壳式热交换器，

图2A和2B示出了现有技术的传热板和板壳式热交换器的相连板的连接对的边缘视图，

图3示出了现有技术的板壳式热交换器，其示出了传热板两侧的流量分布，

图4示出了根据本发明的实施例的传热板，

图5A和5B示出了根据本发明的实施例的板壳式热交换器的传热板和相连板的连接对的边缘视图，示出了一组入口开口和出口开口，其中，第一入口开口和第一出口开口打开，而第二入口开口和第二出口开口关闭，

图6A和6B示出了与图5A和5B的传热板相似的传热板，但是其中，第二入口开口和第二出口开口打开，而第一入口开口和第二入口开口关闭，

图7示出了本发明的实施例，其中，第一类传热板对和第二类传热板对形成有非重叠部分，

图8是非重叠部分的侧视图，示出了相对于开口定位的连接元件，

图9是第一类传热板对和第二类传热板对的俯视图，第一类传热板对和第二类传热板对彼此叠置，并形成有非重叠部分，

图10是第一类传热板的非重叠部分的侧视图，其到达第二类传热板的边缘，它们的开口由连接元件连接，

图11示出了由非重叠部分形成的第一类传热板对和第二类传热板对的替代性实施例，以及

图12示出了用于电解槽的根据本发明的实施例的板壳式热交换器。

具体实施方式

仅通过说明本发明的基本概念的方式给出指示本发明的实施例的详细描述和具体示例。

图1A、1B、2A、2B和3示出了现有技术已知的实施例热交换器。

图1A示出了板壳式热交换器100的分解图。热交换器100包括壳体20和在壳体20内的多对密封的传热板10。

壳体20可以是中空的圆筒形，板10可以具有相应的形状和尺寸，以使它们能够装配到壳体20中。壳体20和板10的其他形状也是可能的，然而，优选的形状允许板10在壳体20内基本紧密地定位。

成对的板10在传热部分32中通过图案结构30彼此接触，可能相交。这形成了流体连接的第一腔11，以用于为由相应的箭头指示的第一流体流提供内部流体流动路径12。第一流体流通过第一入口开口23和第一出口开口23’进入和离开热交换器100。第一腔11由两个相邻的板10围绕，板10彼此连接，如图1B中更清楚地示出的，并且将在下面更详细地描述。图1B以截面图示出了处于组装状态的热交换器100。

成对的板10可以例如通过熔焊或钎焊在其板边缘或外边缘14a处连接，也可以在连接的交叉图案结构30处连接。这两个和两个形成用于从第一入口开口23到第一出口开口23’的密封内部流体流动路径12的第一腔11。

板10包括板开口13、13’，以用于将流体相邻的板10彼此连接并连接到第一入口开口23和第一出口开口23’。两个连接对的两个相邻的板10可以通过例如沿着板开口13、13’的开口缘或开口边缘14b的熔焊或钎焊连接并密封在一起。

外部流体流动路径22通过相对于连接的成对板10的第一腔11向外突出的连接图案结构30形成于板10的外表面处，因此形成于板10的相对的一侧处。因此，外部流体流动路径22形成于密封板对10的外侧和壳体20的内侧，并连接到第二入口开口24和第二出口开口24’。第二流体流分别通过第二入口开口24和第二出口开口24’进入和离开热交换器100。

壳体20形成第二腔21，板10布置于第二腔中，其中，用于第二流体流的外部流体流动路径22设置于第二腔中。第二流体流分别通过第二入口开口24和第二出口开口24’进入和离开热交换器100。

内部流动路径12和外部流体流动路径22分别通过在板边缘14a处连接的板对和在开口13、13’的开口缘14b处连接的板对而彼此间隔开并被密封。热交换发生于彼此间隔开并经由板10流动的两种流体之间。

用于内部流动路径12的流体相对于壳体20内的第二腔21的内部是密封的，因此相对于外部流动路径22是密封的，但是每个腔11都通过开口13、13’与叠堆中连接的板(10)对的其他腔11流体接触，从而也与第一入口23和第一出口23’流体接触。

用于外部流动路径22的流体在板10的边缘14a上与第二腔21流体接触，从而与第二入口24和第二出口24’流体接触，但是相对于腔11是密封的，因为每对板中的两个板10在其边缘14a处连接，并且每对板在开口13、13’的(外部)边缘14b处连接到相邻的对。

图2A示出了现有技术的板壳式热交换器100的传热板10的详细视图。板10的片材可以由金属制成。

传热部分32处的图案结构30被视为具有一系列平行脊和槽的波纹状件。它可以通过将波纹压成平板预制件来形成。然后，将板10连接起来，使得每隔一个板被转动或成形，其中，相邻的板的波纹图案结构30彼此交叉而不是平行延伸。然后，交叉点形成传热部分32中的板10的接触点。

图2B示出了多个连接的传热板10的详细截面图。两个相邻的板10在其外周或其外边缘的边缘14a处连接。因此，提供密封的成对的相连板10，以允许第一流体流过由连接的成对板10限定的内部流体流动路径12。

外部流体流动路径22在两对相邻的相连板10之间引导，并由板10与内部流体流动路径12隔开。它包括位于紧密定位的板10之间的平坦、狭窄的通道。为了有效地进行热交换，如图2B所示，沿竖直方向并且在成对的相连板10之间的第二流体流量是至关重要的。该流分量近似对应于第二流体流相对于壳体20的径向或切向分量。

图3是沿着传热部分32穿过热交换器100的内部流体流动路径12和外部流体流动路径22的多个部分的示意图。一个板10处的箭头表示一对相连板10内的内部流体流动路径12。内部流体流动路径12通过两个板开口13中的一个板开口进入一对相连板10，并通过两个板开口13’中的另一个板开口离开一对相连板10。

第二板在热交换器100的横截面中示出了外部流体流动路径22的一部分。此次所示的不是一对相连板10的内部，而是两对这样的相连板10之间的空间。第二流体流动路径22填充第二腔21。由壳体20的内部、成对的相连板10的外侧(图3中示出了其中一个)以及壳体20内可能包含的其他结构界定第二腔21。外部流动路径22通过第二入口开口24进入壳体20，并通过第二出口开口24’离开壳体20。第二入口开口24和第二出口开口24’可以定位于壳体表面的相反侧上。

由于用于第一流体的内部流体流动路径12形成于板10的一侧，而用于第二流体的外部流体流动路径22形成于相反侧，所以在板10上促进了第一腔11内的第一流体和第一腔11外的第二流体之间的热传递。在本文中，“内部”和“外部”流体流动路径12、22是指由连接的成对板10形成的第一腔11，因此与所示的具体实施例有关。更一般地说，存在两个彼此密封的流动路径，一个流动路径用于第一流体，另一个流动路径用于第二流体。

为了确保热交换器100的高效率，流体优选地应该充分分布在板10的整个宽度上。

图4示出了根据本发明的实施例的传热板10的俯视图。

板10与图2A的现有技术板10的不同之处在于，它分别包括第一入口板开口13a、第二入口板开口12b、第一出口板开口13’a和第二出口板开口13’b。

在图示中，虽然相应的第一入口板开口13a、第二入口板开口13b、第一出口板开口13’a和第二出口板开口13’b定位于与图2A的板开口13、13’相同的位置处，但是它们可以定位于任何合适的位置处，并且具有任何合适的尺寸，即使尺寸不同。

虽然板10被示出为基本上是圆形的，但是可以具有任何合适的形状，如椭圆形、正方形、矩形、五边形、六边形等。

相应的第一入口板开口13a、第二入口板开口13b、第一出口板开口13’a和第二出口板开口13’b适于成对地密封(35)，使得对于一个内部流体流动路径12，第二入口开口13b和第二出口开口13’b相对于相应的内部流动路径12是密封的(35)，并且对于另一个内部流体流动路径12，第一入口开口13a和第一出口开口13’a相对于相应的内部流动路径12是密封的(35)。

第一入口开口13a和第一出口开口13’a与其他第一入口开口13a和第一出口开口13’a接触，并且第二入口开口13b和第二出口开口13’b与其他第二入口开口13b和第二出口开口13’b接触。第一入口开口13a和第一出口开口13’a相对于第二入口开口13b和第二出口开口13’b是密封的。

这形成了第一内部流动路径12a和第二内部流动路径12b，第一内部流动路径12a与第一入口开口13a和第一出口开口13’a流体连接，并且第二内部流动路径12b与第二入口开口13b和第二出口开口13’b流体连接。

密封件35可以是任何合适的类型。在实施例中，密封元件35(例如橡胶垫圈)被定位成围绕待密封的板开口13a、13b、13’a、13’b，或者可以包括金属密封件35，其可能熔焊、钎焊或以另一种方式固定到板10，例如在开口边缘14b处。在实施例中，开口边缘14b形成凸缘35，以连接到一对相邻的板10的凸缘，从而形成密封件35。

图5A示出了传热板10的第一对类型50，其中，第二入口开口13b和第二出口开口13’b相对于相应的第一内部流动路径12a是密封的(35)，从而允许进入第一入口开口13a的第一流体经由第一出口开口13’a离开，而不与经由第二入口开口13b和第二出口开口13’b流动的第二流体混合。

这也在图5B中进行了图示，示出了形成第一腔11、第一内部流动路径12a和第二内部流动路径12b的多个相连板10，并且示出了第一入口出口13a。第一入口开口13a中的第一流体(由白色箭头表示)仅进入第一内部流动路径12a，而不进入第二内部流动路径12b。

图6A和6B与图5A和5B相似，不同之处在于第一入口开口13a和第一出口开口13’a相对于第二内部流动路径12b是密封的(35)，从而允许进入第二入口开口13b的第二流体经由第二出口开口13’b离开，而不与经由第一入口开口13a和第一出口开口13’a流动的第一流体混合。这提供了传热板10的第一对类型60。

与图5B类似，图6B虽然示出了形成内腔11、第一内部流动路径12a和第二内部流动路径12b的多个相连板10，但是示出了第二入口开口13b。第二入口开口13b中的第二流体(由白色箭头表示)仅进入第二内部流动路径12b，而不进入第一内部流动路径13a。

第三流体(在图5B和图6B中用黑色箭头表示)进入形成于两对相连的板10之间的空间中的外部流动路径22，并由壳体20的内腔分配，形成外部流动路径22的一部分。通常，板10不会延伸到壳体20的内表面，至少不会在靠近第一入口开口23的区域中，从而形成用于分配第三流体的腔室。

然后，第三流体被第一流体和第二流体共享，分别在第一内部流动路径12a和第二内部流动路径12b中流动。第三流体可以是用于加热或冷却第一流体和第二流体的加热或冷却流体，并且也可以被称为用于第一内部流动路径12a和第二内部流动路径12b中的流体的共同热交换流体。

在图5B和6B的图示中，分别为第一对类型50和第二对类型60的第一内部流动路径12a和第二内部流动路径12b彼此连续地定位，使得每隔一个第一腔11形成一个第一内部流动路径12a，并且每隔一个形成一个第二内部流动路径12b。在其他实施例中，第一对类型50和第二对类型60的“束”可以彼此连续地定位，例如，2个或3个或4个或更多个第一对类型60和相应的2个或3个或4个或更多个第二对类型60，随后可能是2个或3个或4个或更多的第一对类型50的板等。

在一些实施例中，第一对类型50的数量可以不同于第二对类型60的数量。例如，这可以是对类型50、60的束彼此不同。

第一对类型50和第二对类型60可以是相同的，其中一个简单地相对于另一个旋转和/或与另一个不同地定向。

本实施例的优点是可以保持板10的形状，并且可以优化传热效率。

图7示出了第一对类型50和第二对类型60的替代性实施例。第一对类型50形成有一个第一入口开口13a和一个第一出口开口13’a，第二对类型60形成有一个第二入口开口13b和一个第二出口开口13’b。第一对类型50和第二对类型60可以是相同的，其中一对简单地旋转和/或不同地定向。

在所示的实施例中，第一对类型50和第二对类型60的开口13a、13’a、13b、13’b分别定位于延伸出传热板10的主要部分或传热部分32的主要部分的非重叠部分40内。

图8是连接到第一对类型50和第二对类型60的两个这样的非重叠部分40的侧视图。连接元件45定位成与板开口13a、13’a、13b、13’b接触。

图9示出了第一对类型50和第二对类型60，它们彼此叠置，以使得它们与各自的板开口13a、13’a、13b、13’b的非重叠部分40不被另一对覆盖。

图10是第一对类型50和第二对类型60的一部分的侧视图，其中一个对类型50、60的非重叠部分40延伸到另一个类型60、50对的外部。各个板开口13a、13’a、13b、13’b通过被定位在非重叠部分40之间的连接元件45连接。

该实施例有效地使得第一对类型50中的第一流体能够分配到以下第一对类型50，而不与第二对类型60中的并且相应地用于第二对类型60的第二流体混合。

图7和图9的实施例可以形成为使得，当如图9所示地组合时，整体形状适合于标准壳体20，例如具有组合的圆形形状(或椭圆形、方形、五边形、六边形等)。

图11示出了另一个实施例，其中，非重叠部分40被定位成类似于到其他标准形状的传热板10的“耳朵”或延伸部。同样，第一对类型50和第二对类型60可以是相同的，其中一对简单地相对于另一对旋转，例如相对于其非重叠部分40以镜像方向定位，以允许连接元件45的定位。

可以有利地使用根据本发明的热交换器100的一个示例性实施例是在电解槽200中，例如使用电来驱动电化学反应以从例如水产生氢气和氧气的装置。

这样的电解槽200例如在“Power-to-X”中使用，其涉及电力转换、能量存储和使用剩余电力的再转换路径，通常在波动的可再生能源发电超过负荷的时期期间。

从电解槽200产生的氢气非常适合用于氢燃料电池。电解槽中发生的反应与燃料电池中发生的反应非常相似，只是在阳极和阴极中发生的反应相反。在燃料电池中，阳极是消耗氢气的地方，而在电解槽200中，在阴极处产生氢气。当电解反应所需的电能来自可再生能源(例如风能或太阳能系统)时，可以形成非常可持续的系统。

直流电解(效率最好为80-85％)可以用于生产氢气，氢气又可以经由甲烷化作用转化为例如甲烷(CH₄)，或将氢气与CO₂一起转化为甲醇或其他物质。

由此，例如通过风力涡轮机以这种方式产生的能量(例如氢气)可以被存储以供以后使用。

电解槽200可以以各种不同的方式被配置，并且通常分为两种主要的设计：单极和双极。单极设计通常使用液体电解质(碱性液体)，双极设计使用固体聚合物电解质(质子交换膜)。

碱性水电解具有在氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)的液体碱性电解质溶液中操作的两个电极。这些电极由隔膜间隔开，分离产物气体并将氢氧根离子(OH^-)从一个电极输送到另一个电极。

其他燃料和燃料电池包括磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池及其所有子类别。这种燃料电池也适合用作电解槽。

如果在设备中运行的流体溶液在给定温度内以优化效率，则这是一个优势。如果设备能够紧凑化和可扩展，则这也是一个优势。

在这种电解槽200或燃料电池中使用本发明的原理如图12所示，其示出了配备有根据本发明的热交换器100的设备200，例如电解槽或燃料电池。通常，在以下示例中，设备200被称为电解槽200，例如用于生产氢气的碱性电解槽，但术语“电解槽”200通常指用于生产燃料的电解槽或使用这种燃料的燃料电池。

该实施例示出了电解槽200，该电解槽200包括由隔膜组件等形成的电解装置202。调节元件203可以与电子器件等连接，例如以形成电解槽200的操作的控制和调节。

图12的右手侧示出了本发明的实施例(其中，从侧面看电解槽200)，并且示出了在其一端处连接的热交换器100。在电解装置202中循环的流体溶液通过热交换器100以便调节其温度。然后，热交换器100的第一内部流动路径12a将为电解槽100输送流体中的一种流体，并且第二内部流动路径12b将为电解槽100输送流体中的第二种流体。然后，外部流体流动路径22将输送加热或冷却介质。

因此，在电解装置200中循环的流体溶液通过热交换器100以便调节其温度。

图12的左侧部分示出了从前面看到的电解槽200，其中，电解装置202看起来是圆形的，尽管它自然可以具有其他形状，例如扁圆形、椭圆形、正方形、多边形等。热交换器100和可能的传热板10可以具有相应的形状，因此这可以与使电解装置202和热交换器100表现为单个单元以及热交换器100的功能有关。

热交换器100可以被连接以提供期望的操作温度。

在所示的实施例中，热交换器100通过将它们挤压在由杆310保持在一起的凸缘300之间而被连接到电解装置202。它们可以通过螺钉、钎焊等连接在一起。

附图标记

10-传热板

11-第一腔

12-内部流体流动路径

12a-第一内部流动路径

12b-第二内部流动路径

13、13’-板开口

13a-第一入口开口

13b-第二入口开口

13’a-第一出口开口

13’b-第二出口开口

14a-板边缘/外边缘

14b-开缘/开口边缘

20-壳体

21-第二腔

22-外部流体流动路径

23-第一入口开口

23’-第一出口开口

24-第二入口开口

24’-第二出口开口

30-图案结构

32-传热部分

35-密封件

40-非重叠部分

45-连接元件

50-第一对类型

60-第二对类型

100-板壳式热交换器

200-电解槽

202-电解装置

203-调节元件

300-凸缘

310-杆。

Claims (12)

1.一种板壳式热交换器(100)，包括定位在壳体(20)中的板对(50、60)的叠堆，其中，板对(50、60)的叠堆包括多个第一类型(50)的板对和多个第二类型(60)的板对，其中：

第一类型(50)的每个板对包括两个传热板(10)，所述传热板彼此连接并在彼此之间形成腔(11)，并且包括第一入口开口(13a)和第一出口开口(13’a)，并且

第二类型(60)的每个板对包括两个传热板(10)，所述传热板彼此连接并在彼此之间形成腔(11)，并且包括第二入口开口(13b)和第二出口开口(13’b)，

其中，所述第一类型(50)的板对的所述第一入口开口(13a)和所述第一出口开口(13’a)彼此连接，以便通过所述第一入口开口(13a)、所述第一类型(50)的板对的所述腔(11)和所述第一出口(13’a)形成第一内部流动路径(12a)，

其中，所述第二类型(60)的板对的所述第二入口开口(13b)和所述第二出口开口(13’b)彼此连接，以便通过所述第二入口开口(13b)、所述第二类型(60)的板对的所述腔(11)和所述第二出口(13’b)形成第二内部流动路径(12b)，

并且其中，第三外部流动路径(22)被限定于所述壳体内并且在所述第一类型(50)的板对和所述第二类型(60)的板对之间。

2.根据权利要求1所述的板壳式热交换器(100)，其中，在所述第一内部流动路径(12a)中流动的第一流体以及在所述第二内部流动路径(12b)中流动的第二流体与在所述第三外部流动路径(22)中流动的第三流体进行热交换。

3.根据权利要求1或2所述的板壳式热交换器(100)，其中，第一类型(50)的每个板对还设置有第二入口开口(13b)和第二出口开口(13’b)，并且其中，给定的所述第一类型(50)的板对的所述第二入口开口(13b)和所述第二出口开口(13’b)相对于由所述给定的所述第一类型(50)的板对限定的所述第一入口开口(13a)、所述第一出口开口(13’a)和所述腔(11)是密封的。

4.根据前述权利要求中任一项所述的板壳式热交换器(100)，其中，第二类型(60)的每个板对还设置有第一入口开口(13a)和第一出口开口(13’a)，并且其中，给定的所述第二类型(60)的板对的所述第一入口开口(13a)和所述第一出口开口(13’a)相对于由所述给定的所述第二类型(60)的板对限定的所述第二入口开口(13b)、所述第二出口开口(13’b)和所述腔(11)是密封的。

5.根据权利要求3或4所述的板壳式热交换器(100)，其中，所述第一入口开口(13a)和所述第一出口开口(13’a)形成于所述板对(50、60)的所述传热板(10)中的一个传热板中，并且所述第二入口开口(13b)和第二出口开口(13’b)形成于所述板对(50、60)的所述传热板(10)的另一个传热板中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的板壳式热交换器(100)，其中，所述第一类型(50)的板对和所述第二类型(60)的板对是相同的，并且围绕所述板对(50、60)的中心轴线相对于彼此旋转一角度。

7.根据前述权利要求中任一项所述的板壳式热交换器(100)，其中，所述第一类型(50)的板对和所述第二类型(60)的板对交替地布置于所述板对(50、60)的所述叠堆中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的板壳式热交换器(100)，其中，形成所述第一类型(50)的板对的所述传热板(10)和/或形成所述第二类型(60)的板对的所述传热板(10)是相同的，并且围绕所述板对(50、60)的中心轴线旋转180°。

9.根据前述权利要求中任一项所述的板壳式热交换器(100)，其中，所述板对(50、60)具有圆形、椭圆形、五边形或六边形的外形。

10.根据前述权利要求中任一项所述的板壳式热交换器(100)，其中，所述第一类型(50)的板对的所述第一入口开口(13a)和所述第一出口开口(13’a)通过连接元件(45)连接，并且所述第二类型(60)的板对的所述第二入口开口(13b)和所述第二出口开口(13’b)通过连接元件(45)连接。

11.根据前述权利要求中任一项所述的板壳式热交换器(100)，其中，所述第一类型(50)的板对和所述第二类型(60)的板对在所述入口开口(13a、13b)和所述出口开口(13’a、13’b)的外缘处彼此密封连接。

12.根据前述权利要求中任一项所述的板壳式热交换器(100)，其中，所述板壳式热交换器(100)连接到电解槽(200)，以使供给到所述电解槽(200)的阴极的流体、供给到所述电解槽(200)的阳极的流体、以及公共加热或冷却流体通过所述板壳式热交换器(100)。

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