本公開(kāi)一般涉及傳熱裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多流程可拆板式釜式蒸發(fā)器。

背景技術(shù)：

節(jié)能減排是“十三五”的主旋律，提高自身能源效率并配套節(jié)能設(shè)備降低單位能耗是“十三五”的主要節(jié)能手段。我國(guó)50％左右的工業(yè)能耗以各種形式的余熱直接浪費(fèi)，其中可回收率高達(dá)60％，我國(guó)余熱資源平均回收利用率30％左右，落后國(guó)際先進(jìn)水平10-20％，工業(yè)余熱回收是節(jié)能工作的一個(gè)重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排工作目標(biāo)的重要途徑。

有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC，Organic Rankine Cycle)發(fā)電技術(shù)出現(xiàn)在上世紀(jì)70年代，其應(yīng)用領(lǐng)域不僅包括工業(yè)低溫余熱發(fā)電，還涉及到生物質(zhì)能，地?zé)崮?，太?yáng)能等新能源領(lǐng)域。由于有機(jī)溶液的沸點(diǎn)較低，因此可以利用溫度較低的熱源運(yùn)作。熱源溫度會(huì)影響其工作流體的選擇，適合的工作流體是各種冷媒(攝氏100度至180度)、碳?xì)浠衔?攝氏180度至250度)、硅氧烷(攝氏250度至400度)。截止到2012年，在運(yùn)行和在建的有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電項(xiàng)目已經(jīng)達(dá)到500多個(gè)，在運(yùn)行的有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電裝置已經(jīng)達(dá)到2000多套，總裝機(jī)功率在2000MW左右，最大單機(jī)功率達(dá)到14000kW。迄今為止，有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)技術(shù)已被普遍認(rèn)為是用以實(shí)現(xiàn)中低溫?zé)崮軇?dòng)力轉(zhuǎn)化的最有效的技術(shù)。

但是由于中低溫?zé)崮艿牡蜏夭顐鳠崽匦员厝粚?dǎo)致蒸發(fā)器采用普通管式換熱器，從而使有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)備龐大、工質(zhì)填充量大、造價(jià)高、熱回收效率低，極大地妨礙了該技術(shù)的推廣應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種體積小、重量輕的多流程可拆板式釜式蒸發(fā)器。

本發(fā)明提供一種多流程可拆板式釜式蒸發(fā)器，包括殼體和設(shè)置在所述殼體內(nèi)的板片芯體；

所述殼體上設(shè)有殼程進(jìn)口和殼程出口；

所述板片芯體上設(shè)有板程進(jìn)口和板程出口；

所述板片芯體包括通過(guò)分程隔板相連的2個(gè)以上換熱板片流程；

每個(gè)所述換熱板片流程包括依次疊加設(shè)置的4片以上換熱板片，每片所述換熱板片的上部設(shè)有上內(nèi)圓孔，下部設(shè)有下內(nèi)圓孔，所述換熱板片包括第一換熱板片、第二換熱板片、第三換熱板片和第四換熱板片，所述第二換熱板片和第三換熱板片疊加后上內(nèi)圓孔焊接在一起，下內(nèi)圓孔焊接在一起，形成一個(gè)板片對(duì)，所述板片對(duì)一側(cè)的第二換熱板片的外圍焊接第一換熱板片，所述板片對(duì)另一側(cè)的第三換熱板片的外圍焊接第四熱板片；

所述分程隔板上設(shè)有一通孔，所述通孔與上內(nèi)圓孔或下內(nèi)圓孔位置對(duì)應(yīng)并相互連通。

所述板片芯體的末端通過(guò)彎管連接板程進(jìn)口，所述板程進(jìn)口和板程出口放置在同一法蘭上，所述法蘭連接所述殼體，所述板片芯體通過(guò)拆卸所述法蘭后能夠從所述殼體中抽出。

所述殼體為釜式結(jié)構(gòu)，所述殼體內(nèi)設(shè)有導(dǎo)軌，所述板片芯體用于在導(dǎo)軌上滑行后安裝在所述殼體內(nèi)。

所述換熱板片為圓形或長(zhǎng)圓形結(jié)構(gòu)，所述板片芯體的外壁與所述殼體內(nèi)壁之間設(shè)有旁路擋塊和/或防沖板。

所述換熱板片的表面均勻分布有弧形凸棱或球凸和球凹，當(dāng)分布球凸和球凹時(shí)，在所述板片對(duì)中，所述第一換熱板片和所述第二換熱板片相對(duì)面的球凹與球凹對(duì)應(yīng)，球凸與球凸對(duì)應(yīng)。

所述弧形凸棱的深度為2～10mm。

所述球凸和球凹的深度為2～5毫米，直徑為8～15毫米。

所述殼程進(jìn)口位于所述殼體的下部，所述殼程出口位于所述殼體的上部，所述殼程出口下部的殼體空間內(nèi)設(shè)有絲網(wǎng)除沫器。

所述殼體的直徑為板片芯體直徑的1.2-2倍；所述分程隔板的厚度為3～20mm。

所述換熱板片的材質(zhì)為254SMO高合金不銹鋼、316L不銹鋼或Ti；所述焊接為全自動(dòng)激光焊接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

(1)該種結(jié)構(gòu)形式的釜式蒸發(fā)器采用316L、Ti或254SMO等板片，耐腐蝕性好，能夠極大地降低設(shè)備的更換頻率，最大限度地降低裝置的安裝費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用，并保證裝置長(zhǎng)周期安全可靠運(yùn)行。

(2)換熱板片的芯體采用波紋板能夠強(qiáng)化傳熱，換熱效率高，減小末端溫差，提升低品位熱量回收效率。

(3)換熱芯體采用多流程結(jié)構(gòu)強(qiáng)化傳熱，進(jìn)一步提升傳熱效率，減小換熱面積，減小設(shè)備尺寸和殼體大小，降低殼體內(nèi)工質(zhì)填充量和系統(tǒng)調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間。

(4)換熱芯體與殼體采用法蘭連接，可拆結(jié)構(gòu)方便抽芯清洗維護(hù)和檢修。

(5)殼體內(nèi)可增設(shè)旁路擋塊，減小工質(zhì)填充量。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本申請(qǐng)的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的多流程可拆板式釜式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的側(cè)視圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種換熱板片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二種換熱板片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的多流程板片芯體的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-板程進(jìn)口、2-板程出口、3-殼程進(jìn)口、4-殼程出口、5-排氣閥口、6-安全閥口、7-排污口、8-溫度計(jì)接口、9-壓力表接口、10-殼體、11-板片芯體、12-絲網(wǎng)除沫器、13-防沖板、14-導(dǎo)軌、15-換熱板片、16-分程隔板、17-旁路擋塊、18-熱側(cè)介質(zhì)、19-冷側(cè)介質(zhì)、20彎管、21法蘭、22上內(nèi)圓孔、23下內(nèi)圓孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對(duì)該發(fā)明的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與發(fā)明相關(guān)的部分。

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本申請(qǐng)。

請(qǐng)參考圖1、圖2和圖5，一種多流程可拆板式釜式蒸發(fā)器，包括殼體10和設(shè)置在殼體10內(nèi)的板片芯體11；

殼體10上設(shè)有殼程進(jìn)口3和殼程出口4；

板片芯體11上設(shè)有板程進(jìn)口1和板程出口2；

板片芯體11包括通過(guò)分程隔板16相連的2個(gè)以上換熱板片流程；

每個(gè)所述換熱板片流程包括依次疊加設(shè)置的4片以上換熱板片15，每片換熱板片15的上部設(shè)有上內(nèi)圓孔22，下部設(shè)有下內(nèi)圓孔23，換熱板片15包括第一換熱板片、第二換熱板片、第三換熱板片和第四換熱板片，所述第二換熱板片和第三換熱板片疊加后上內(nèi)圓孔22焊接在一起，下內(nèi)圓孔23焊接在一起，形成一個(gè)板片對(duì)，所述板片對(duì)一側(cè)的第二換熱板片的外圍焊接第一換熱板片，所述板片對(duì)另一側(cè)的第三換熱板片的外圍焊接第四熱板片；

分程隔板16上設(shè)有一通孔，所述通孔與上內(nèi)圓孔22或下內(nèi)圓孔23位置對(duì)應(yīng)并相互連通。

本發(fā)明一片換熱板片上的上內(nèi)圓孔或下內(nèi)圓孔對(duì)稱(chēng)布置，多個(gè)換熱板片層疊固接后形成一個(gè)換熱流程，多個(gè)換熱流程組成板片芯體。本發(fā)明的蒸發(fā)器具有體積小、重量輕、傳熱效率高的優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，板片芯體11的末端通過(guò)彎管20連接板程進(jìn)口1，板程進(jìn)口1和板程出口2放置在同一法蘭21上，法蘭21連接殼體10，板片芯體11通過(guò)拆卸法蘭21后能夠從殼體10中抽出。

本發(fā)明通過(guò)增加一段彎管實(shí)現(xiàn)板程出口2和板程進(jìn)口1在法蘭同側(cè)，方便了拆卸。

進(jìn)一步地，殼體10內(nèi)設(shè)有導(dǎo)軌14，板片芯體11用于在導(dǎo)軌14上滑行后安裝在殼體10內(nèi)。本發(fā)明的板片芯體通過(guò)導(dǎo)軌推送至殼體內(nèi)，通過(guò)設(shè)置導(dǎo)軌，使得板片芯體方便安裝和拆卸。

如圖1所示，殼體10為釜式結(jié)構(gòu)，板片芯體11安裝在殼體10內(nèi)部，板片芯體11的下表面與殼體10下部通過(guò)導(dǎo)軌14接觸，在殼體10的頂部表面有殼程出口4、排氣閥口5、安全閥口6、溫度計(jì)接口8、壓力表接口9，在殼體10底部表面有排污口7，殼程進(jìn)口3可以布置在殼體底部或殼體上部；本發(fā)明的板程進(jìn)口1可以布置在板芯11的上圓孔，也可以布置在下圓孔。

參見(jiàn)圖3和圖4，為了便于焊接，換熱板片15為圓形或長(zhǎng)圓形結(jié)構(gòu)，板片芯體11的外壁與殼體10內(nèi)壁之間設(shè)有17和/或防沖板13。圖2所示的換熱板片為圓形波紋板，圖3所示的換熱板片為長(zhǎng)圓形波紋板。換熱板片的表面為波紋形、球形或其他板式換熱器流道形式。

本發(fā)明的旁路擋塊設(shè)置在板片芯體的外圓與殼體內(nèi)壁之間，旁路擋塊主要作用是占據(jù)一定空間，減小殼體內(nèi)容積，達(dá)到減小工質(zhì)填充量的目的。防沖板也設(shè)置在板片芯體的外圓與殼體內(nèi)壁之間，用于減小進(jìn)入殼體內(nèi)液體或氣液兩相的流速、使其進(jìn)入殼體內(nèi)分配盡量均勻。防沖板可以是一進(jìn)液分配器，也可以是一塊擋板。

本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，換熱板片15的表面均勻分布有弧形凸棱，呈波紋狀，優(yōu)選地，弧形凸棱的深度為2～10mm。

本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，換熱板片15的表面均勻分布有球凸和球凹；在所述板片對(duì)中，所述第一換熱板片和所述第二換熱板片相對(duì)面的球凹與球凹對(duì)應(yīng)，球凸與球凸對(duì)應(yīng)。當(dāng)然換熱板片上也可以設(shè)置長(zhǎng)條形的凸棱，已增加換熱的面積。

優(yōu)選地，球凸和球凹的深度為2～5毫米，直徑為8～15毫米。

換熱板片采用波紋板或帶有球凸和球凹的板材，能夠強(qiáng)化傳熱，換熱效率高，減小末端溫差，提升低品位熱量回收效率。

參見(jiàn)圖1和圖2，本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，殼程進(jìn)口3位于殼體10的下部，殼程出口4位于殼體10的上部，殼程出口4下部的殼體空間內(nèi)設(shè)有絲網(wǎng)除沫器12。

本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，殼體10的直徑為板片芯體11直徑的1.2-2倍；分程隔板16的厚度為3～20mm。

本發(fā)明通過(guò)設(shè)置板片芯體的直徑比殼體直徑小，在殼體與板片芯體外圓周面與殼體內(nèi)圓周面之間形成的空間為氣液分離空間，在氣液分離空間中布置有絲網(wǎng)除沫器，進(jìn)一步分離小液滴，保證氣相出口不夾液。

參見(jiàn)圖3和圖4，優(yōu)選地，換熱板片15的材質(zhì)為254SMO高合金不銹鋼、316L不銹鋼或Ti；所述焊接為全自動(dòng)激光焊接。

本發(fā)明采用板片芯體取代釜式換熱器的管束浸沒(méi)在釜內(nèi)，該蒸發(fā)器具有體積小、重量輕、傳熱效率高、工質(zhì)填充量小的優(yōu)點(diǎn)。換熱板片材料采用316L不銹鋼、Ti或254SMO高合金不銹鋼等，耐腐蝕，能夠極大地降低設(shè)備的更換頻率，最大限度地降低裝置的安裝費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用，并保證裝置長(zhǎng)周期安全可靠運(yùn)行。

為了保證蒸發(fā)器的可靠性，應(yīng)使熱側(cè)和冷側(cè)兩種介質(zhì)不接觸，不外泄，設(shè)備必須密封緊密。本發(fā)明的蒸發(fā)器傳熱元件兩換熱板片之間通過(guò)全自動(dòng)激光焊接形成板片芯體。使用全焊接板式結(jié)構(gòu)形式，使得該蒸發(fā)器在發(fā)揮板式熱交換器高效傳熱性能的同時(shí)，保證了密封性能，提高了承壓能力，設(shè)備安全可靠。

參見(jiàn)圖1、圖2和圖5，本發(fā)明板片芯體11的形成過(guò)程為：首先將2個(gè)換熱板片疊加，其內(nèi)圓孔相互接觸，將兩個(gè)內(nèi)圓孔分別焊接在一起形成一個(gè)板片對(duì)，很多個(gè)板片對(duì)通過(guò)外圓相互接觸，將同軸放置的板片對(duì)外圓分別焊接形成一個(gè)換熱板片流程，將多個(gè)換熱板片流程通過(guò)分程隔板16連接，形成板片芯體，板片芯體11的板片對(duì)與板片對(duì)之間通道構(gòu)成殼程通道，板片芯體11中板片對(duì)與板片對(duì)之間流道構(gòu)成板程流道。在板片芯體11末端通過(guò)彎管將芯體板程進(jìn)口和出口放置在同一法蘭上，實(shí)現(xiàn)多流程換熱板片芯體可拆。分程隔板與換熱板片內(nèi)圓同位置僅開(kāi)一孔。

參見(jiàn)圖1和圖5，本發(fā)明蒸發(fā)器的工作原理：熱側(cè)介質(zhì)18自板程進(jìn)口1進(jìn)入板片芯體11，在板片芯體11內(nèi)經(jīng)過(guò)多次折返后，經(jīng)過(guò)彎管從板程出口2流出，彎管20也起到部分加熱的作用。冷側(cè)介質(zhì)19從殼程進(jìn)口3以液相或氣液兩相進(jìn)入殼體10內(nèi)，在殼體10內(nèi)建立液位高度，液體從板片芯體11底部進(jìn)入，通過(guò)板片芯體11換熱產(chǎn)生的氣體夾帶部分液滴經(jīng)過(guò)氣液分離空間和絲網(wǎng)除沫器分離液滴，氣體從殼程出口4排出。根據(jù)氣相的產(chǎn)生量補(bǔ)充液相，維持殼體10內(nèi)的液位高度在某一范圍內(nèi)。殼體10內(nèi)可增設(shè)旁路擋塊17，減小工質(zhì)填充量。

以上描述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例以及對(duì)所運(yùn)用技術(shù)原理的說(shuō)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本申請(qǐng)中所涉及的發(fā)明范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時(shí)也應(yīng)涵蓋在不脫離所述發(fā)明構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請(qǐng)中公開(kāi)的(但不限于)具有類(lèi)似功能的技術(shù)特征進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案。