專利名稱：高效板殼式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于流體間壁加熱或冷卻的設(shè)備。
在化工、石油化工、食品、醫(yī)藥、輕工、采暖等部門中，目前廣泛采用的流體間壁加熱或冷卻的設(shè)備有管殼式換熱器及板式換熱器等。
現(xiàn)有的管殼式換熱器是以若干管子平行排列，固定在管板上構(gòu)成管束，安裝在外殼內(nèi)。流體通過管內(nèi)的流道(管程)時(shí)，與殼內(nèi)管外(殼程)的另一種流體進(jìn)行熱交換。(見《化學(xué)工程手冊(cè)》第八篇《傳熱設(shè)備及工業(yè)爐》、盛展武等編著，化學(xué)工業(yè)出版社，第12頁(yè)所示)。這種管殼式換熱器應(yīng)用在化工、石油等需要熱交換的場(chǎng)合。其特點(diǎn)是可供選用的結(jié)構(gòu)材料范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)、處理能力大，溫度、壓力的適用范圍廣，運(yùn)行可靠。目前已系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，許多國(guó)家都訂有規(guī)范和系列標(biāo)準(zhǔn)。但是管殼式換熱器從傳熱效率，結(jié)構(gòu)緊湊性以及單位傳熱面的金屬耗量等方面而論，都不如各種類型的板式換熱器。
現(xiàn)有的板式換熱器是由一種具有溝槽波紋的薄金屬板片疊在一起用框架壓緊，板片間的周邊用墊片密封，冷熱流體分別地流過板片兩側(cè)的曲折窄小的通道進(jìn)行熱交換。(見《換熱器》中冊(cè)，蘭州石油機(jī)械研究所主編、烴加工出版社、第382頁(yè)所示)。這種換熱器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱系數(shù)大、金屬耗量小，但是板片間的墊片密封容易泄漏，不能在較高的壓力和溫度下使用。
本發(fā)明的目的是制造一種高效板殼式換熱器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中管殼式換熱器的效率不高、材料耗費(fèi)多、體積大以及板式換熱器中墊片易漏、不能用在較高溫度和壓力等問題。
本發(fā)明的構(gòu)成如下附


圖1是本發(fā)明的示意圖(外殼的前面部分已切去)。
本發(fā)明的高效板殼式換熱器是由外殼［1］和板束［5］組成。板束是由數(shù)塊中國(guó)專利號(hào)為CN89217807.8中的波面?zhèn)鳠岚澹?］及接管［4］、總管［3］組成。板內(nèi)物流由總管進(jìn)入，通過接管分配到各波面?zhèn)鳠岚鍍?nèi)，經(jīng)過板內(nèi)通道(板程)，最后從穿過外殼的板程物流出口［6］流出。板束直接裝在外殼內(nèi)，外殼與各波面?zhèn)鳠岚逋獾目臻g構(gòu)成殼程通道。殼程物流通過與外殼連接的殼程物流入口［7］進(jìn)入殼程，流過各波面?zhèn)鳠岚逋獾目臻g并與板內(nèi)物流換熱。各波面?zhèn)鳠岚鍍?nèi)的板程通道可以連成并聯(lián)(如附
圖1)、串聯(lián)或串并聯(lián)。各波面?zhèn)鳠岚逋獾臍こ掏ǖ揽梢酝ㄟ^設(shè)置隔板，把殼程分成多程。組成板束的波面?zhèn)鳠岚宕笮】梢韵嗤虿幌嗤螤羁梢允瞧降幕驁A弧形的，以適應(yīng)各種形狀的外殼。波面?zhèn)鳠岚逯g可以是平行的、放射形的或任意排列。接管和總管的形狀可以是直的或彎的、圓形的或非圓形的。外殼的形狀可以是矩形、圓筒形、或直接采用工藝設(shè)備的器壁作為外殼。外殼的材料可以是金屬、非金屬、或在內(nèi)表面進(jìn)行防腐處理。波面?zhèn)鳠岚迨c外殼的連接可以是可拆的(法蘭連接)，或不可拆的(焊接的，如附
圖1)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果如下1.波面?zhèn)鳠岚宓膬?nèi)流道為曲折波浪形，當(dāng)量直徑很小，保證了流體在低速下也能具有較好的湍流效應(yīng)；殼程流路通暢均勻沒有死角，不易結(jié)垢，清洗方便，強(qiáng)化了傳熱過程，提高了傳熱效率。
2.點(diǎn)焊、縫焊結(jié)構(gòu)在強(qiáng)化傳熱過程的同時(shí)，也增強(qiáng)了波面?zhèn)鳠岚宓膹?qiáng)度和剛度，從而使較薄的波面?zhèn)鳠岚蹇梢猿惺茌^高的壓力，例如，用1毫米碳鋼板制成的波面板操作壓力至少可達(dá)1MPa。所以可用薄的板材代替管材，節(jié)省金屬。
3.用板束結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的管束結(jié)構(gòu)，不需要昂貴的管板、管箱，也可以省去折流板和定距桿等另部件，板束結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、省料、便于制作。與傳統(tǒng)的管殼式換熱器相比較，相同傳熱面積的高效板殼式換熱器可節(jié)省鋼材30％～60％。
4.高效板殼式換熱器的單位體積的傳熱面大，單位空間內(nèi)可以較傳統(tǒng)的管殼式換熱器安置更多的傳熱面積，因此設(shè)備緊湊，占空間小。
實(shí)施例采用薄的不銹鋼板制作的波面換熱片，平行排列，板程和殼程均為雙程，熱流體走板內(nèi)，冷流體走殼程，純逆流，用4℃的冷卻水將2噸／時(shí)的熱流體從60℃冷到6℃～8℃，效果很好。高效板殼式換熱器的單位體積的傳熱面為110M2／M3，金屬耗量為11.2kg／M2。和不銹鋼管殼式換熱器相比，在滿足同樣工藝條件下，管殼式換熱器的單位體積的傳熱面為43M2／M3，金屬耗量為39.4kg／M2。
權(quán)利要求1.高效板殼式換熱器是由外殼[1]和板束[5]組成，板束是由波面?zhèn)鳠岚錥2]及接管[4]、總管[3]組成；物流出、入口分別為[6]、[7]；該換熱器的特征在于板束是由數(shù)塊中國(guó)專利號(hào)為CN 89217807.8中的波面?zhèn)鳠岚澹ㄟ^圓形或非圓形的、直的或彎的接管將波面?zhèn)鳠岚迳系某觥⑷肟诤蛨A形或非圓形的總管連在一起而構(gòu)成的；波面?zhèn)鳠岚宓膬?nèi)流道可以連成并聯(lián)、串聯(lián)或串并聯(lián)結(jié)合的關(guān)系，構(gòu)成單程或多程的板內(nèi)流道，并由總管穿過封頭或筒體，和物料接管相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效板殼式換熱器，其特征在于組成波面板束的波面?zhèn)鳠岚逯g可以布置成平行的、放射形的、或任意排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的高效板殼式換熱器，其特征在于組成波面板束的波面?zhèn)鳠岚蹇梢允沁m應(yīng)各種外殼形狀的，大小相同或不相同的，平的或圓弧形的等各種形狀的板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3所述的高效板殼式換熱器，其特征在于外殼的材質(zhì)可以是金屬的、非金屬的、表面敷有耐蝕保護(hù)層或表面進(jìn)行防腐處理的、形狀可以是矩形、圓筒形、或直接采用工藝設(shè)備的器壁作為外殼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4所述的高效板殼式換熱器，其特征在于波面板束裝在帶有進(jìn)、出口接管的外殼內(nèi)；殼內(nèi)、波面?zhèn)鳠岚逋獾耐ǖ罉?gòu)成殼程，波面?zhèn)鳠岚逯g還可以設(shè)置隔板使殼程由單程變成多程。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5所述的高效板殼式換熱器，其特征在于波面板束與外殼可以用法蘭構(gòu)成可拆聯(lián)接，或?qū)⒉姘迮c外殼焊在一起構(gòu)成不可拆聯(lián)接。
專利摘要本裝置是一種高效板殼式換熱器，它由外殼及波面板束組成。波面板束是用數(shù)塊中國(guó)專利CN89217807.8中的波面?zhèn)鳠岚?，通過小接管將板上的出、入口和總管連在一起而構(gòu)成的。這種高效板殼式換熱器與傳統(tǒng)的列管換熱器相比，在達(dá)到同樣的熱負(fù)荷條件下，可節(jié)省金屬材料30～60％，體積可縮小40％～60％，高效板殼式換熱器可用于化工、石油化工、食品、醫(yī)藥、輕工、采暖等需要熱交換的中、低壓場(chǎng)合，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)F28D9/00GK2170492SQ92231580
公開日1994年6月29日 申請(qǐng)日期1992年8月25日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月25日
發(fā)明者孫以苓, 盛展武 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)