CN202582237U

CN202582237U - 一种板壳式冷凝器

Info

Publication number: CN202582237U
Application number: CN 201220146979
Authority: CN
Inventors: 张延丰; 常春梅; 胡国栋
Original assignee: Mechanical Industry Lanzhou Petroleum Drilling & Refining Equipment Quality Detection Institute Co; Shanghai Lanbin Petrochemical Equipment Co Ltd; Lanzhou Petroleum Machinery Research Institute; Lanzhou Lanya Petrochemical Equipment Engineering Co Ltd
Current assignee: Mechanical Industry Lanzhou Petroleum Drilling & Refining Equipment Quality Detection Institute Co; Shanghai Lanbin Petrochemical Equipment Co Ltd; Lanzhou Petroleum Machinery Research Institute; Lanzhou Lanya Petrochemical Equipment Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-04-10
Filing date: 2012-04-10
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2022-04-10

Abstract

本实用新型公开了一种焊接板壳式冷凝器。其主要结构由管箱，板束，上、下、左、右封头及接管，支座等构成，设有蒸汽流入、凝结液流出、不凝气流出、冷媒进、冷媒出等五个通道。由于采用厚度极薄的波纹板片作为主要换热元件，所以传热系数高、流体阻力小、末端温差小、污垢系数低，从而可实现蒸汽的快速凝结。由于板片薄、重量轻、因而节省原材料，经济效益显著。同时由于管箱、封头、接管等外部壳体的存在，从而使其承受内压的能力得到极大地提升。

Description

一种板壳式冷凝器

技术领域

本发明涉及一种热交换用冷凝设备，尤其是水冷却用板壳式冷凝器。

背景技术

冷凝器是一种石油、石化、冶金、电力生产中常用的气、液热量交换设备。现有的冷凝器种类很多，根据结构可分为板式冷凝器和管式冷凝器。板式冷凝器占地面积小、换热效率高、冷凝速度快，缺点是承压能力低。管式冷凝器则相反，承压能力较高，但是占地面积较大、换热效率较低、冷凝速度较慢。因此发明一种既能节约土地资源、承压能力高、同时兼具换热效率高、冷凝速度快的冷凝器非常有益。

中国专利200420087452.X采用冷凝管作为冷凝界面，虽然采用螺旋折流板强化了蒸汽的扰动，但是由于冷凝管的有效比表面较小，因而冷凝效率低、冷凝效果不佳。中国专利200920083302.4采用冷凝盘管作为冷凝界面，无疑增加了冷凝管的制造工艺，其实质和专利200420087452.X一样，无法增加冷凝管的有效比表面，因而冷凝效果不尽人意。

发明内容

本发明的目的是提供一种板壳式冷凝器，以解决传统的板式冷凝器存在的承压能力低和管式冷凝器存在的占地面积较大、换热效率较低、冷凝速度较慢等技术问题，能够同时实现板式冷凝器及管式冷凝器的优点。

本发明为了实现上述目的所采用的技术方案是：

一种焊接板壳式冷凝器，主要结构由管箱、板束、上封头、下封头、左封头、右封头、接管及支座构成；管箱、上、下、左、右封头和接管构成板壳式冷凝器的外壳；上封头与左、右封头彼此独立成腔、互不相通；同样，下封头与左、右封头彼此独立成腔、互不相通；板束为主要传热元件安装在管箱内，上、下封头通过板束连通，形成一种流体流动的通道；同样左、右封头通过板束连通，构成另一种流体流动的通道，两种流体介质在板束内各自的通道内流动，蒸汽的凝结发生在板束的一个通道内；上、下、左、右封头上分别设有两种流体的进、出接管，分别为蒸汽入口接管与凝结液出口接管、冷媒入口接管与冷媒出口接管。

所述上、下、左、右封头分别构成使蒸汽进入冷凝器的搅拌室、用于凝结液汇集的积液室、使冷媒进入冷凝器的分配室和冷媒流出的聚集室。

在板束的凝结液流出通道一侧，即冷媒聚集室，连接有一个不凝汽流出通道，该不凝汽流出通道与安装在上述一个封头上的不凝汽流出接管连通。

蒸汽入口接管、凝结液出口接管可布置在各自封头的中部，也可以布置在各自封头左部或右部，蒸汽入口接管数量根据工艺要求可大于1个；冷媒出、入口接管可以同侧布置也可以布置于两侧；冷媒可采用单流程方式布置，也可采用多流程方式布置。

在两种流体的低压流程上配置一套增压设备。

在蒸汽入口接管上安装气体分布器。

本发明的有益效果：冷凝速度快、效率高，可实现蒸汽的完全冷凝，能实现低位或任意高度安装，节约土地资源，便于安装维修，结构紧凑、体积小、成本低、节约钢材。

附图说明

图1为本发明的板壳式冷凝器总装图；

图2为本发明的板壳式冷凝器刨切图；

图3为本发明的板壳式冷凝器冷媒入口侧刨切图；

图4为本发明的板壳式冷凝器冷媒出口侧刨切图；

图5为本发明的板壳式冷凝器板束图。

图中编号：1.上管箱封头、2.补强圈、3.左侧管箱封头、4.右侧管箱封头、5.下管箱封头、6.支座、7.不凝气出口法兰、8.板束、9.上管箱封头接管、10.内接法兰对、11.内接管、12.弯管、13.冷媒入口接管、14.冷媒入口法兰、15.蒸汽入口接管、16.蒸汽入口法兰、17.冷媒出口接管、18.冷媒出口法兰、19.下隔板、20.上隔板、21.管箱、22.凝结液出口接管、23.凝结液出口法兰、101.蒸汽通道、102.凝结液通道、103.不凝气通道、201.冷媒流入通道、202.冷媒流出通道、1001.搅拌室、1002.冷媒分配室、1003.冷媒聚集室、1004.积液室。

具体实施方式

本发明的具体结构参见图1至图4。该板壳式冷凝器，将板壳式冷凝器的主要结构分为管箱21、板束8、上封头1及接管、下封头5及接管，左封头3及接管、右封头4及接管等。将流体的通道分为蒸汽进入通道101、凝结液流出通道102、不凝液流出通道103、冷媒进入通道201、冷媒流出通道202等。板壳式冷凝器的壳室有：用于蒸汽进入冷凝器的搅拌室1001、冷媒进入冷凝器的分配室1002、冷媒流出的聚集室1003、用于凝结液汇集的积液室1004等。

所述作为蒸汽进入通道101的接管，是通过使蒸汽进入冷凝器的搅拌室1001与板束连通；所述冷媒进入通道201的接管，是通过使冷媒进入冷凝器的分配室1002与板束连通；冷媒流出通道202的接管，是通过使冷媒流出的聚集室1003与板束连通；所述凝结液流出通道102的接管和不凝液流出通道103的接管，是通过用于凝结液汇集的积液室1004与板束连通；所述上、下封头与左、右封头彼此独立成腔，分别形成搅拌室1001、积液室1004、聚集室1003和分配室1002。

板壳式冷凝器的管箱21，上、下封头及接管，左、右封头及接管等构成板壳式冷凝器的基本框架，其功能是承载设备自重，承载板束、给其提供支撑。管箱21、上、下、左、右封头、接管等构成板壳式冷凝器的外壳。由于外壳结构的存在，从而扩大了冷凝器的承载能力。

上封头与左、右封头彼此独立成腔、互不相通。同样，下封头与左、右封头彼此独立成腔、互不相通。上、下封头通过板束连通，形成一种流体流动的通道。同样左、右封头通过板束连通，构成另一种流体流动的通道。

板束8结构如图5所示，板束8安装在管箱21内，板束8分别与上、下、左、右封头相连接，板束8为冷凝器的核心元件，冷、热流体的换热的通过板束8来完成，它有两组相互独立的通道，它们分别是：蒸汽流通通道、冷媒流通通道。两种介质在板束内各自的通道内流动，蒸汽的凝结发生在板束的一个通道内。两种流体在板束8内流动，分别在板片上通过传导方式交换热量，在通道内通过对流方式交换热量，通过热量交换，最终蒸汽凝结为液体。

考虑到板束两侧承受压差的情况，为了扩大其承载能力，本发明冷凝器在低压流程上配置一套增压设备，以平衡高压蒸汽侧压力。由于板束为冷凝器的内置件，其承载的高压即转嫁于管壳，由此本发明冷凝器即可实现承受高压的工况。

作为换热的主要结构，板束上的波纹板片由于厚度方向很薄，所以导热性能好，传热系数高、流体阻力小、末端温差小、污垢系数低，从而可实现蒸汽的快速凝结。

冷媒通过冷媒入口201进入冷凝器，在冷媒聚集室1002汇集，沿冷媒通道流动，然后进入板束冷媒通道，在板束内吸收来自蒸汽通道侧的热量，从而使其温度上升，从板束冷媒通道流出，进入冷媒聚集室1003，从冷媒流出通道202流出。

高温蒸汽由蒸汽通道101进入冷凝器，在搅拌室1001中汇集，为了使蒸汽均匀分布在搅拌室1001，在蒸汽进入搅拌室1001之前，可事先在蒸汽入口接管15上安装气体分布器，汇集于搅拌室1001的蒸汽沿蒸汽通道101流动，然后进入板束蒸汽通道，在板束内与冷媒通道侧的低温板片发生热量交换，从而使其温度下降，蒸汽凝结为液体沿板片流出，进入积液室1004，从凝结液通道102流出。剩余不凝结蒸汽由积液室1004沿不凝气通道103流动，不凝气通过其出口进入弯管12、内接管11、上管箱封头接管，由不凝气出口7流出。

不凝气接管安装在冷媒聚集室1002内，不凝气通过接管由冷媒聚集室1002接出。由于冷媒的冷却，不凝结气二次冷凝，液化后沿不凝气通道接管内壁流出，凝结液进入积液室1004，由凝结液通道102排出。

板壳式冷凝器的壳室通过板束8，由上隔板20及下隔板19分隔而成。

支座6承受冷凝器自重，起安装定位的作用。

为了减小下封头在支座6处的应力，在下封头上设置补强圈2。

本发明的蒸汽入口接管15、凝结液出口接管22可布置在各自封头的中部，也可以布置在各自封头左部或右部，蒸汽入口接管数量根据工艺要求可大于1个。冷媒出、入口可以同侧布置也可以布置于两侧。冷媒可采用单流程方式布置，也可采用多流程方式布置。

冷凝器的长度、宽度以及板束板片的长度、宽度由蒸汽的流速、流量、热交换量等因素确定。

Claims

1.一种焊接板壳式冷凝器，其特征在于，由管箱、板束、上封头、下封头、左封头、右封头、接管及支座构成；管箱、上、下、左、右封头和接管构成板壳式冷凝器的外壳；上封头与左、右封头彼此独立成腔、互不相通；同样，下封头与左、右封头彼此独立成腔、互不相通；板束为传热元件安装在管箱内，上、下封头通过板束连通，形成一种流体流动的通道；同样左、右封头通过板束连通，构成另一种流体流动的通道，两种流体介质在板束内各自的通道内流动，蒸汽的凝结发生在板束的一个通道内；上、下、左、右封头上分别设有两种流体的进、出接管,分别为蒸汽入口接管与凝结液出口接管、冷媒入口接管与冷媒出口接管。

2.根据权利要求1所述的一种焊接板壳式冷凝器，其特征在于，上、下、左、右封头分别构成使蒸汽进入冷凝器的搅拌室、用于凝结液汇集的积液室、使冷媒进入冷凝器的分配室和冷媒流出的聚集室。

3.根据权利要求1或2所述的一种焊接板壳式冷凝器，其特征在于，在板束的凝结液流出通道一侧，即冷媒聚集室，连接有一个不凝汽流出通道,该不凝汽流出通道与安装在上述一个封头上的不凝汽流出接管连通。

4.根据权利要求1所述的一种焊接板壳式冷凝器，其特征在于，蒸汽入口接管、凝结液出口接管布置在各自封头的中部，或布置在各自封头左部或右部，蒸汽入口接管数量根据工艺要求为1个或大于1个；冷媒出、入口接管同侧布置或布置于两侧；冷媒采用单流程方式布置，或采用多流程方式布置。

5.根据权利要求1所述的一种焊接板壳式冷凝器，其特征在于，在两种流体的低压流程上配置一套增压设备。

6.根据权利要求1所述的一种焊接板壳式冷凝器，其特征在于，在蒸汽入口接管上安装气体分布器。