CN2210373Y - 自动除垢扰流板式及板壳式换热器 - Google Patents

Abstract

一种“自动除垢扰流板式及板壳式换热器”，属热 交换设备。其特征是传热板间插装除垢弹簧网，在流 体作用下，该弹簧网持续地发挥其动态的机械功能， 实现自动除垢扰流，解决了全焊接板式特别是板壳式 换热器板程除垢难的问题，加之扰流柱产生的“涡街” 效应及取消折流板消除折流所产生的阻力和诱导振 动对板束的损伤等，显然导致板壳式换热器具有传热 性能好、终身自洁高热效、耐高温高压、节能长寿、结 构紧凑、节省钢材等优点。

Description

本实用新型属于热交换设备，特别涉及一种自动除垢扰流板式及板壳式换热器。

在换热器现有技术中，最近日本千代田化工建设株式会社与德国一家公司合作，制造了一种介于板式换热器和管壳式换热器两者之间的新型换热器，叫作Hybrid（CHIYODA-BAVEX）；国内大连理工大学与乐清自动化仪表三厂合作制造了“BK型板壳式波面换热器”。它们是综合了板式换热器和管壳式换热器的优点而开发出来的，比如能用于较高的压力和温度、具有传热效率高、结构紧凑、金属耗量小等优点；其缺点就是板间流道狭小易堵塞、清洗困难、检修不便等，特别是板翅式和板壳式换热器的板程侧这个问题更为严重，因而污垢随运行时间的增加而增厚，导致传热效率也越来越低。在板式及板壳式换热器现有技术中，利用螺旋弹簧的自动除垢扰流技术尚未有专利公开及文献报导，这是现有技术中的一个缺陷。

本实用新型的目的在于提供一种新型高效板式及板壳式换热器，以其自动除垢扰流的新技术，解决上述存在的缺点和问题，使之能够保持终身自洁高热效。

本实用新型的目的是这样实现的：采用管壳式换热器的壳体和全焊接结构，可耐高温高压；采用板式换热器的板束取代管壳式换热器的管束，可具有较高的传热效率和较小的设备体积，节省金属耗量；采用螺旋弹簧的自动除垢扰流技术，可实现板间（板翅间）的自动除垢、防垢和扰流，使之大大提高传热系数且保持终身自洁高热效。

本实用新型的技术原理：“自动除垢扰流板式及板壳式换热器”，由于采用了管壳式换热器的壳体和全焊接结构，不需要任何垫片，既不存在垫片材料和密封性能失效的问题，又消除了垫片与板片间的间隙腐蚀造成泄漏的可能，故可耐高温高压。由于采用了板式换热器的板束，板片较薄，且两种流体可实现纯逆流，热量损失小，故传热性能好；由于板束的结构紧凑、单位容积的传热面积大、体积小，故金属耗量小；由于板束和壳体间没有刚性联接，不会产生温差应力，故允许换热流体有较大的温差，且板束可整体抽出，检修方便。由于采用了螺旋弹簧的自动除垢扰流技术，在板间（板翅间）插装了除垢弹簧网，其拉振弹簧和转振弹簧因其本身所具有的特性使之能够在流体作用下，产生全方位的连续不断地振动与转动，使整个除垢弹簧网对板壁产生不断地接触、摩擦和冲撞，能够对业已形成的污垢予以及时有效地自动清除；同时呈现持续动态的弹簧网又反作用于流体而产生强力的扰流作用，特别对板壁区边界层层流底层产生有力地破坏并激发湍流，导致板传热系数大大提高；而激发的湍流又能更有效地阻止板壁污垢的形成，从而实现自动除垢、防垢和扰流；另外对除垢弹簧网起固定作用的扰流柱，在流体作用下，产生“涡街”效应及取消折流板消除折流所产生的阻力和诱导振动对板束的损伤等，必然导致传热系数大大提高，保持终身自洁高热效、低流阻，耐高温高压、节能长寿的优良效果。

本实用新型特别是“自动除垢扰流板壳式换热器”与现有技术相比，在大大提高传热系数保持终身自洁高热效这点上是现有技术所无法比拟的；而板间（板翅间）插装的除垢弹簧网及板程扰流架和壳程扰流栅取代折流板，具有结构简单、安装方便、稳定可靠、效果显著的优点。与传统的管壳式换热器相比，可以节能10～20％，节省金属材料25～45％，体积缩小20～30％。

本实用新型的具体结构由以下实施例及其附图给出。

实施例：自动除垢扰流板壳式换热器。

自动除垢扰流板壳式换热器的传热板结构型式可以是：平板式、波面板式、螺旋板式、园形板式和板翅式等。

附图说明：图1是本实用新型设计的“自动除垢扰流板壳式换热器”的典型结构示意图。

图2是图1的Ⅰ－Ⅰ视图，给出板束元件和固定板结构示意图。

图3是板间插装除垢弹簧网的结构示意图。

图中：1.壳体        2.传热板        3.板程扰流架        4.壳程扰流栅        5.除垢弹簧网        6.回流分配箱        7.壳程档板        8.固定板        9.扰流柱        10.板箱        11.隔板        12.板程        13.壳程        14.拉振弹簧        15.转振弹簧        16.中轴拉杆钢丝        17.限位档板        18.固定杆

下面结合附图详细说明依据本实用新型提出的具体装置的细节及工作情况。

在图1中，板壳式换热器的壳体（1）内，装有由传热板（2）、板程扰流架（3）、壳程扰流栅（4）、除垢弹簧网（5）、回流分配箱（6）和壳程挡板（7）组成的板束。板程扰流架（3）由支持板、扰流柱（9）构成，担当板程侧的板束支持作用和除垢弹簧网（5）的固定架作用。壳程扰流栅（4）由支持板、扰流柱（9）和旁路挡板构成，担当壳程侧和整个板束的支持作用及除垢弹簧网（5）的固定架作用，旁路挡板能够防止壳程流体走短路而提高换热效率。

在图2中，板束元件由两块成型的传热板（2）成双组对并缝焊而成，其扁平状板管流道构成了板壳式换热器的板程（12）；在板束两端各元件之间嵌进金属条并与板束焊成一体，形成固定板（8）和回流分配箱（6）中的固定板，并维持两端板束的间距，同时依靠板束元件上的凸窝和扰流柱（9）来维持传热板（2）间的间距，板束与壳体之间的流通空间则构成了板壳式换热器的壳程（13）。

在图3中，传热板（2）间插装的除垢弹簧网（5）由多个弹簧组构成，每个弹簧组由扰流柱（9）和固定杆（18）分别把它们稳定在各板间的板程（12）和壳程（13）中，每个弹簧组由至少一段拉振弹簧（14）及至少一段套装于中轴拉杆钢丝（16）上的转振弹簧（15）组成；各段转振弹簧（15）之间由固定在中轴拉杆钢丝（16）上的限位挡板（17）将它们分开而互不干扰，中轴拉杆钢丝（16）的两端由拉振弹簧（14）拉紧，拉振弹簧（14）再分别与扰流柱（9）和固定杆（18）联接好；弹簧长短不一，丝径不同，簧径变异，间断设置，弹簧组间以网络联系，构成一个自动除垢扰流的简单的机械系统。

当两种温度不同的流体在板壳式换热器内进行热交换时，板程流体在板束中经板程（12）与壳程流体换热，其板程（12）的程数（单、双或多板程）是由板箱（10）和回流分配箱（6）中的隔板（11）的型式确定的；壳程流体进入换热器壳体（1）后，由导流筒导流从板束的一端开始流入壳程（13）与板程流体换热，其壳程（13）的程数（单、双或多壳程）是由壳程挡板（7）的型式确定的，根据需要可设计成纯逆流结构。

插装在板程（12）和壳程（13）的除垢弹簧网（5）能够在流体作用下成为一个持续进行全方位振动的机械系统，实现自动除垢扰流功能，同时加上扰流柱（9）产生的“涡街”效应以及对折流板的取消等，显然导致传热系数的大大提高且保持终身自洁高热效，并消除流程中因折流而产生的阻力增加和诱导振动对板束产生的伤害等优良效果。

自动除垢扰流板壳式换热器，具有在线自动除垢防垢，扰动湍流，强化传热，保持终身自洁、低耗、高效，适应高参数大容量要求，结构紧凑，安全可靠，既易于新设备制造，又适于旧设备改造更新等性能特点。

Claims (5)

1、一种“自动除垢扰流板式及板壳式换热器”，采用全焊接结构，其特征是在传热板间(板翅间)插装除垢弹簧网，该除垢弹簧网由至少一个螺旋弹簧组构成，各弹簧组错开布置，由部分扰流柱予以固定。

2、根据权利要求1所述的“自动除垢扰流板式及板壳式换热器”，其特征在于传热板的结构型式可以是平板式、波面板式、螺旋板式、园形板式和板翅式等。

3、根据权利要求1所述的“自动除垢扰流板式及板壳式换热器”，其特征在于螺旋弹簧组由至少一段拉振弹簧和转振弹簧构成。

4、根据权利要求1所述的“自动除垢扰流板式及板壳式换热器”，其特征在于扰流柱立于板间，除垢弹簧网固定其上，并于支持板和旁路挡板分别构成板程扰流架和壳程扰流栅，把整个板束稳定在换热器壳体中，取消壳程折流板。

5、根据权利要求1所述的“自动除垢扰流板式及板壳式换热器”，其特征在于除垢弹簧网中的拉振弹簧和转振弹簧，其长短不一，丝径不同，簧径变异，间断设置，弹簧组间以网络联系，构成一个自动除垢扰流的简单的机械系统。

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