CN214582627U - 一种四流程板管式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种四流程板管式换热器，包括圆筒，圆筒两端均固定有端板形成换热器壳体；壳体内沿其轴向固定有隔板，隔板将壳体分为板程换热腔和管程换热腔；板程换热腔内与端板平行设置有多张换热板片；换热板片和端板上均开设有四个通孔，且通孔上均固定贯穿流体集散进出管，换热板片、端板、圆筒以及隔板共同组成多个小腔体，每个小腔体里有两个流体集散进出管上的流体集散孔漏出，从而形成彼此相间的可相变气体冷凝腔和冷却液腔。本实用新型公开的四流程板管式换热器，由于在一个换热器里同时采用了循环冷却液和低温冷却液对可相变流体进行换热冷凝和冷却，节约空间，提高换热效率。

Description

一种四流程板管式换热器

技术领域

本实用新型涉及换热设备技术领域，更具体的说是涉及一种四流程板管式换热器。

背景技术

换热器(heat exchanger)，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。

目前，现在使用的换热器对有相变的换热过程不能保证充分换热，精准控温，即使是双流程管板换热器，因为板程和管程换热使用同一种冷却液，所以不能对流出的液体精准控温，需要多个换热器并联或者串联，连续工作才能完成，从而带来了整个换热系统整体造价和占用空间的增大。

因此，如何提供一种四流程板管式换热器是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种四流程板管式换热器，在一个换热器里采用了循环冷却液和低温冷却液对可相变流体进行换热冷凝和冷却，不仅可以节约空间，提高换热效率，而且，通过控制板程和管程交换面积和两种冷却液的温度、流量，从而可以精准控制流出的冷凝液体的温度。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种四流程板管式换热器，包括圆筒，所述圆筒两端均固定有端板形成换热器壳体；所述壳体内沿其轴向固定有隔板，所述隔板将所述壳体分为板程换热腔和管程换热腔；所述板程换热腔内与所述端板平行设置有多张换热板片；所述换热板片和所述端板上均开设有四个通孔，且所述通孔上均固定贯穿流体集散进出管，所述换热板片、所述端板、所述圆筒以及所述隔板共同组成多个小腔体，每个所述小腔体里有两个所述流体集散进出管上的流体集散孔漏出，从而形成彼此相间的可相变气体冷凝腔和冷却液腔；所述管程换热腔内与所述端板垂直固定设置有多根换热管，所述圆筒靠近两端板处开孔并固定连接有低温冷却液流入管和低温冷却液流出管；所述圆筒对应所述管程换热腔的两端固定有半封头，多根所述换热管的两端贯穿所述端板与所述半封头的内腔相通，且两侧的所述半封头分别连接有冷凝液流入管和降温冷凝液流出管；且所述冷凝液流入管与其中一根流体集散进出管连通。

本实用新型公开的四流程板管换热器，可相变气体在板程换热腔换热后被冷凝，冷凝后的液体进入管程换热腔进行换热，最后从降温冷凝液流出管流出；可相变气体在一个换热器里采用了循环冷却液和低温冷却液对可相变流体进行换热冷凝和冷却，不仅可以节约空间，提高换热效率，而且，通过控制板程和管程交换面积和两种冷却液的温度、流量，从而可以精准控制流出的冷凝液体的温度。

优选的，所述换热板和所述端板上开设的四个通孔分别为气流孔、冷凝液流出孔、冷却液流入孔和冷却液流出孔，所述气流孔、所述冷凝液流出孔、所述冷却液流入孔和所述冷却液流出孔分别对应贯穿的流体集散进出管分别为气体流入管、冷凝液流出管、冷却液流入管和冷却液流出管；所述冷凝液流出管与所述冷凝液流入管通过连管相连通。

采取上述技术方案的有益效果是，气体流入管、冷凝液流出管、冷却液流入管和冷却液流出管这四根不同使用功能的管，都是由流体集散进出管来完成，成对使用，每对管与另一对管的流体集散孔恰好错开；气体流入管和冷凝液流出管成对，冷却液流入管和冷却液流出管成对，以促使分别对应可相变气体冷凝腔和冷却液腔。

优选的，所述流体集散孔的孔径与间隔距离相等。

采取上述技术方案的有益效果是，流体集散孔均匀分布，使得换热更加均匀。

优选的，相邻所述流体集散孔的间隔至少大于所述换热板片的厚度。

采取上述技术方案的有益效果是，以确保可相变气体冷凝腔和冷却液腔形成独立腔室。

优选的，所述换热管上设置有垂直所述换热管的上导流板和下导流板，且所述上导流板的最低端低于所述下导流板的最高端。

采取上述技术方案的有益效果是，以使低温冷却液能够均匀地分布管程换热腔内部，保证换热均匀。

优选的，所述半封头通过内法兰、外法兰、螺栓和螺母固定于所述圆筒的两端，其固定位置在于所述管程换热腔对应的所述端板的外侧；所述半封头和所述端板之间设置有半封头垫片。

采取上述技术方案的有益效果是，内法兰、外法兰、螺栓和螺母能保证半封头与端板之间连接稳固，半封头垫片能够防止半封头内的冷凝液外漏。

优选的，所述半封头为具有内腔的半圆弧形体，包括圆弧形部和平板部，所述圆弧形部上开设有冷凝液进出口。

采取上述技术方案的有益效果是，方便换热管内的冷凝液体汇集，后通过降温冷凝液流出管流出。

优选的，所述隔板与所述圆筒焊接固定，所述连管的两端分别与所述冷凝液流出管和所述冷凝液流入管焊接固定。

采取上述技术方案的有益效果是，焊接固定牢固，工艺简单。

优选的，所述端板对应所述换热管的位置开设有多个换热管孔。

采取上述技术方案的有益效果是，多个换热管孔用于换热管内的冷凝液流入至半封头内腔。

优选的，所述流体集散孔为方孔或圆孔。

采取上述技术方案的有益效果是，流体集散孔的形状可根据实际需要自由选择。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种四流程板管式换热器，能够在一个换热器里同时采用循环冷却液和低温冷却液对可相变流体进行换热冷凝和冷却，不仅可以节约空间，提高换热效率，而且，通过控制板程和管程的交换面积和两种冷却液的温度、流量，可以精纯控制流出的冷凝液体的温度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的四流程板管换热器的外形示意图。

图2为本实用新型提供的四流程板管换热器的内部结构示意图。

图3为本实用新型提供的四流程板管换热器一侧面示意图。

图4为本实用新型提供的四流体在换热器内流体流动换热示意图。

图5为本实用新型提供的换热板片示意图。

图6为本实用新型提供的流体集散进出管示意图。

图7为本实用新型提供的半封头示意图。

图8为本实用新型提供的板程换热腔内部结构局部放大图。

图9为本实用新型提供的端板示意图。

其中，各附图标记为：

1-圆筒、2-端板、3-换热板片、4-隔板、5-半封头、6-半封头垫片、7-下导流板、8-上导流板、9-气体流入管、10-冷凝液流出管、11-冷却液流入管、12- 冷却液流出管、13-冷凝液流入管、14-降温冷凝液流出管、15-低温冷却液流入管、16-低温冷却液流出管、17-连管、18-内法兰、19-外法兰、20螺栓、21 螺母、22-气流孔、23-冷凝液流出孔、24-冷却液流入孔、25-冷却液流出孔、 26-流体集散进出管、27-换热管、28-流体集散孔、29-半封头法兰外面、30- 半封头法兰里面、31-可相变气体冷凝腔、32-冷却液腔、33-冷凝液进出口、 34-换热管孔、51-圆弧形部、52-平板部。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

由图1、2、3、4可知，本实用新型实施例公开了一种四流程板管式换热器，包括：圆筒1、端板2、换热板片3、隔板4、半封头5、半封头垫片6、下导流板7、上导流板8、气体流入管9、冷凝液流出管10、冷却液流入管11、冷却液流出管12、冷凝液流入管13、降温冷凝液流出管14、低温冷却液流入管15、低温冷却液流出管16、连管17、内法兰18、外法兰19、流体集散进出管26和换热管27。圆筒1两端均固定有端板2形成换热器壳体；壳体内沿其轴向固定有隔板4，隔板4将壳体分为板程换热腔和管程换热腔；板程换热腔内与端板2平行设置有多张换热板片3；换热板片4和端板5上均开设有四个通孔，且通孔上均固定贯穿流体集散进出管26，换热板片3、端板2、圆筒 1以及隔板4共同组成多个小腔体，每个小腔体里有两个流体集散进出管26 上的流体集散孔28漏出，从而形成彼此相间的可相变气体冷凝腔和冷却液腔；

管程换热腔内与端板2垂直固定设置有多根换热管27，圆筒1靠近两端板2处开孔并固定连接有低温冷却液流入管15和低温冷却液流出管16；圆筒 1对应管程换热腔的两端固定有半封头5，多根换热管27的两端贯穿端板2 与半封头5的内腔相通，且两侧的半封头分别连接有冷凝液流入管13和降温冷凝液流出管14；且冷凝液流入管13与其中一根流体集散进出管26连通。

四流程板管式换热器，具体实施就是按如下步骤进行：首先在圆筒1两端焊有端板2，从而形成换热器壳体，在壳体内焊接隔板4，将壳体分为两个腔体，分别为板程换热腔和管程换热腔，在其中一个腔体内与端板2平行设置至少三张以上换热板片3，形成板程换热腔：在另一个腔体里，与端板2垂直设置多根换热管27，每根换热管27的两端都与圆筒1两端的端板2焊接固定，从而形成管程换热腔。

其次，见图5和图9，在两端板2和所有换热板片3上，分别开设四个直径相同的孔，分别是气流孔22、冷凝液流出孔23、冷却液流入孔24、冷却液流出孔25，把所有换热板片3上的四个孔分别与四根流体集散进出管26焊接，同时把换热板片焊接于圆筒1内壁和隔板4一侧。

进一步，见图8，板程换热腔是由多张换热板片3和流体集散进出管26、圆筒1以及隔板4共同组成多个小腔体，每个小腔体里只能有两根流体集散进出管26上的流体集散孔28漏出，从而形成彼此相间排列的可相变气体冷凝腔31和冷却液腔32。

进一步，见图6，流体集散进出管26，将其一端堵死，沿管长方向间隔均匀开设流体集散孔28，优选其孔径与间隔距离相等，可以是圆孔或多边孔，优选方形孔，相邻孔的间隔至少要大于换热板片3的厚度。孔径和孔距大小，由换热平衡计算确定。

进一步，见图2和图9，管程换热腔，是在接近两端板2的圆筒1面侧开两个孔并焊接低温冷却液流入管15和低温冷却液流出管16，在数根换热管 27上设置数块上导流板8和下导流板7。

进一步，见图1、图2和图7，通过焊接在圆筒1两端的内法兰18和通过外法兰19、螺栓20以及螺母21把两个半封头5分别固定，其固定位置在与管程换热腔对应的端板2外侧。如图7所示，半封头5为具有内腔的搬半圆弧形体，包括圆弧形部51和平板部52，且安装方式为半封头法兰外面29 为靠近外法兰19，半封头法兰里面30靠近内法兰18安装，圆弧形部51上开设有冷凝液进出口33，冷凝液进出口33上分别连通冷凝液流入管13和降温冷凝液流出管14。半封头5和端板2之间设置半封头垫片6。在两个半封头5 的外侧焊接冷凝液流入管13和降温冷凝液流出管14。

再进一步，在冷凝液流出管10和冷凝液流入管13之间，焊接连管17。

需要进一步说明的是，作为气体流入管9、冷凝液流出管10、冷却液流入管11、冷却液流出管12这四根不同使用功能的管，都是由流体集散进出管 26来完成的，只是成对使用，每对管与另一对管的流体集散孔28恰好错开。

本实用新型公开的四流程板管式换热器的使用过程为：可相变气体从气体流入管9进入板程换热腔后，由于冷却液腔32和可相变气体冷凝腔31彼此相间排列，可相变气体进入板程换热腔后被冷凝，冷凝后的液体经过冷凝液流出管10、连管17和冷凝液流入管13进入管程换热器进行换热，最后从降温冷凝液流出管14流出，实现在同一个换热器里同时采用循环冷却液和低温冷却液对可相变流体进行换热冷凝和冷却，不仅节约空间，提高换热效率，而且，通过控制板程和管程的交换面积和两种冷却液的温度、流量，从而可以精确控制流出的冷凝液体的温度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种四流程板管式换热器，其特征在于，包括圆筒(1)，所述圆筒(1)两端均固定有端板(2)形成换热器壳体；所述壳体内沿其轴向固定有隔板(4)，所述隔板(4)将所述壳体分为板程换热腔和管程换热腔；

所述板程换热腔内与所述端板(2)平行设置有多张换热板片(3)；所述换热板片(3)和所述端板(2)上均开设有四个通孔，且所述通孔上均固定贯穿流体集散进出管(26)，所述换热板片(3)、所述端板(2)、所述圆筒(1)以及所述隔板(4)共同组成多个小腔体，每个所述小腔体里有两个所述流体集散进出管(26)上的流体集散孔(28)漏出，从而形成彼此相间的可相变气体冷凝腔(31)和冷却液腔(32)；

所述管程换热腔内与所述端板(2)垂直固定设置有多根换热管(27)，所述圆筒(1)靠近两端板(2)处开孔并固定连接有低温冷却液流入管(15)和低温冷却液流出管(16)；所述圆筒(1)对应所述管程换热腔的两端固定有半封头(5)，多根所述换热管(27)的两端贯穿所述端板(2)与所述半封头(5)的内腔相通，且两侧的所述半封头(5)分别连接有冷凝液流入管(13)和降温冷凝液流出管(14)；且所述冷凝液流入管(13)与其中一根流体集散进出管(26)连通。

2.根据权利要求1所述的一种四流程板管式换热器，其特征在于，所述换热板片(3)和所述端板(2)上开设的四个通孔分别为气流孔(22)、冷凝液流出孔(23)、冷却液流入孔(24)和冷却液流出孔(25)，所述气流孔(22)、所述冷凝液流出孔(23)、所述冷却液流入孔(24)和所述冷却液流出孔(25)分别对应贯穿的流体集散进出管(26)分别为气体流入管(9)、冷凝液流出管(10)、冷却液流入管(11)和冷却液流出管(12)；所述冷凝液流出管(10)与所述冷凝液流入管(13)通过连管(17)相连通。

3.根据权利要求1所述的一种四流程板管式换热器，其特征在于，所述流体集散孔(28)的孔径与间隔距离相等。

4.根据权利要求3所述的一种四流程板管式换热器，其特征在于，相邻所述流体集散孔(28)的间隔至少大于所述换热板片(3)的厚度。

5.根据权利要求1所述的一种四流程板管式换热器，其特征在于，所述换热管(27)上设置有垂直所述换热管(27)的上导流板(8)和下导流板(7)，且所述上导流板(8)的最低端低于所述下导流板(7)的最高端。

6.根据权利要求1所述的一种四流程板管式换热器，其特征在于，所述半封头(5)通过内法兰(18)、外法兰(19)、螺栓(20)和螺母(21)固定于所述圆筒(1)的两端，其固定位置在于所述管程换热腔对应的所述端板(2)的外侧；所述半封头(5)和所述端板(2)之间设置有半封头垫片(6)。

7.根据权利要求1所述的一种四流程板管式换热器，其特征在于，所述半封头(5)为具有内腔的半圆弧形体，包括圆弧形部(51)和平板部(52)，所述圆弧形部(51)上开设有冷凝液进出口(33)。

8.根据权利要求2所述的一种四流程板管式换热器，其特征在于，所述隔板(4)与所述圆筒(1)焊接固定；所述连管(17)的两端分别与所述冷凝液流出管(10)和所述冷凝液流入管(13)焊接固定。

9.根据权利要求1所述的一种四流程板管式换热器，其特征在于，所述端板(2)对应所述换热管(27)的位置开设有多个换热管孔(34)。

10.根据权利要求1所述的一种四流程板管式换热器，其特征在于，所述流体集散孔(28)为方孔或圆孔。

Images