一種弧形板式換熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及換熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種弧形板式換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]換熱器是在兩種流體間交換熱量的設(shè)備，都是基于傳導(dǎo)、輻射和對(duì)流三種熱傳遞方式或其中某些方式的組合來(lái)傳遞熱量。其中，板式換熱器是一種高效而緊湊的換熱設(shè)備，具有傳熱系數(shù)高、結(jié)構(gòu)緊湊、等諸多優(yōu)點(diǎn)，并且隨著結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和大型化制造技術(shù)的提高，板式換熱器的應(yīng)用日益受到人們的重視?，F(xiàn)有板式換熱器主要有螺旋板式換熱器和板式換熱器兩種。螺旋板式換熱器主要不足為:其單一流道對(duì)通道截面積的限制使這類換熱器只能用于流量不大的場(chǎng)合，如氣-氣換熱條件下。而板式換熱器主要不足為:承壓能力低，壓降大，不適用于大處理量條件的換熱需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是為解決上述技術(shù)問(wèn)題的不足，提供一種弧形板式換熱器，具有結(jié)構(gòu)緊湊、壓降小、傳熱效率高以及適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題的不足，所采用的技術(shù)方案是:一種弧形板式換熱器，包括筒形殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的換熱板組件，殼體上設(shè)有與換熱板組件中的流體通道連通的進(jìn)出口，殼體一般為圓筒形殼體，殼體長(zhǎng)度方向的兩端分別設(shè)有第一流體進(jìn)口和第一流體出口，殼體的側(cè)壁上設(shè)有第二流體進(jìn)口和第二流體出口。所述的換熱板組件包括對(duì)稱設(shè)置在殼體軸線兩側(cè)的兩組弧形換熱板，弧形換熱板的弧度小于180°，每組弧形換熱板均由自殼體中心由內(nèi)向外直徑依次增大的多個(gè)弧形換熱板形成間隔的第一流體流道和第二流體流道；
[0005]所述第一流體流道與殼體軸線平行的兩個(gè)端面封閉設(shè)置，第一流體流道與殼體軸線垂直的兩個(gè)端面分別設(shè)有流道口，形成沿殼體軸線方向的直線流道，熱流體(冷流體)從殼體的第一流體進(jìn)口進(jìn)入直線流道中，然后沿著殼體的軸線方向流動(dòng)，并從第一流體出口流出。
[0006]所述第二流體流道與殼體軸線垂直的兩個(gè)端面封閉設(shè)置，第二流體流道與殼體軸線平行的兩個(gè)端面分別設(shè)有流道口，形成沿圓周方向的弧形流道，冷流體(熱流體)從殼體的第二流體進(jìn)口進(jìn)入弧形流道中，然后沿著弧形流道流動(dòng)，并從第二流體出口流出。
[0007]所述兩組弧形換熱板之間的區(qū)域由一個(gè)隔離件分隔為分別連通殼體上相應(yīng)進(jìn)出口的進(jìn)口匯集腔和出口匯集腔，換熱板組件的多個(gè)第二流體流道的進(jìn)口端匯聚至進(jìn)口匯集腔，其出口端匯聚至出口匯集腔，第二流體從殼體的進(jìn)口先進(jìn)入進(jìn)口匯集腔，然后由進(jìn)口匯集腔分別進(jìn)入各個(gè)第二流體通道，經(jīng)各個(gè)第二流體通道流出的流體在出口匯集腔聚集并從殼體的出口流出。進(jìn)口匯集腔和出口匯集腔沿平行于殼體軸線的方向的兩端通過(guò)端部擋板封閉，防止第一流體進(jìn)入進(jìn)口匯集腔和出口匯集腔。
[0008]所述殼體與位于最外層的兩個(gè)弧形換熱板之間均具有沿殼體軸向設(shè)置的側(cè)擋板，兩個(gè)側(cè)擋板將殼體與換熱板組件之間的區(qū)域分隔為分別連通至進(jìn)口匯集腔和出口匯集腔的兩個(gè)腔室。
[0009]所述換熱板組件還包括兩個(gè)加強(qiáng)圈，兩個(gè)加強(qiáng)圈分別套設(shè)在最外層弧形換熱板的兩端，加強(qiáng)圈與弧形換熱板和端部擋板固定焊接，加強(qiáng)圈可使換熱板組件的第一流體流道和第二流體流道有效連接。
[0010]所述加強(qiáng)圈與殼體內(nèi)壁之間通過(guò)弧形連接板連接，弧形連接板為環(huán)形金屬板，分別與殼體內(nèi)壁和加強(qiáng)圈固定焊接，可有效緩解溫差應(yīng)力。
[0011]所述的隔離件為隔離板，隔離板沿殼體軸向穿設(shè)在兩組弧形換熱板之間的區(qū)域內(nèi)，且隔離板分別與位于最內(nèi)層的兩個(gè)弧形換熱板密封連接。
[0012]所述的隔離件為中心管，該中心管的兩端分別與殼體上對(duì)應(yīng)于直線流道的進(jìn)出口相連通，且中心管上設(shè)置有蝶閥。中心管作為一種調(diào)節(jié)手段，在需要提高出口側(cè)溫度時(shí)，通過(guò)蝶閥打開(kāi)中心管，使部分流體直接從中心管通過(guò)混入出口側(cè)流體中，從而提高溫度，通過(guò)蝶閥的開(kāi)度可以進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。
[0013]所述的隔離件為螺旋板式換熱器，螺旋板式換熱器具有軸向流道和螺旋流道，其軸向流道的進(jìn)出口分別與殼體內(nèi)直線流道的進(jìn)出口相連通，螺旋流道的進(jìn)出口分別與殼體內(nèi)弧形流道的進(jìn)出口相連通。
[0014]所述第一流體流道與殼體軸線平行的兩個(gè)端面通過(guò)側(cè)密封條密封或者通過(guò)形成流體流道的任一弧形換熱板的折邊密封。
[0015]所述第二流體流道與殼體軸線垂直的兩個(gè)端面通過(guò)端部密封條密封或者通過(guò)形成流體流道的任一弧形換熱板的折邊密封。
[0016]所述第一流體流道和第二流體流道內(nèi)分散設(shè)置有支撐件，支撐件用于保持第一流體流道和第二流體流道的間距，并且可以提高整個(gè)設(shè)備的承壓能力。
[0017]所述的支撐件為金屬柱或條，優(yōu)先選用金屬柱，金屬柱固定設(shè)置在流體流道內(nèi)部。
[0018]所述的支撐件為形成流體流道的任一弧形換熱板表面形成的凸起。優(yōu)先選用由板沖壓而形成的“酒窩”狀凸起。
[0019]第二流體流道的進(jìn)口端與出口端之間具有壓力差，并且壓降隨流道長(zhǎng)度增加而增大，由于各流道進(jìn)口側(cè)壓力均相等，因此，要使第二流體流道內(nèi)流體分配均勻就要保證各流道出口側(cè)壓力也基本相同，為了達(dá)到這一目的，可以采用以下方法:
[0020]換熱板組件中形成的多個(gè)第二流體流道內(nèi)的間距，從內(nèi)向外依次遞增。
[0021]或者換熱板組件的多個(gè)第二流體流道的間距保持一致，而流道內(nèi)的支撐件設(shè)置密度從內(nèi)向外依次遞減。
[0022]或者所述換熱板組件的多個(gè)第二流體流道的間距從內(nèi)向外依次遞增，且流道內(nèi)的支撐件設(shè)置密度從內(nèi)向外依次遞減。
[0023]或者所述換熱板組件還設(shè)有折流板，折流板設(shè)置在進(jìn)口匯集腔和出口匯集腔，并將相鄰的兩個(gè)第二流體流道的端口連接，從而使多個(gè)第二流體流道形成串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)。通過(guò)這種方式可以將靠近內(nèi)部的流程較短的第二流體流道串聯(lián)在一起，形成一個(gè)流程較長(zhǎng)的流道。
[0024]在進(jìn)行換熱時(shí)，冷流體(或熱流體)由殼體的第一流體進(jìn)口進(jìn)入換熱器，并流過(guò)弧形換熱板的直線流道從第一流體出口流出，而熱流體(或冷流體)從殼體側(cè)壁上的第二流體進(jìn)口進(jìn)入換熱器，并流過(guò)弧形換熱板的弧形流道從第二流體出口流出，從而完成冷、熱流體的熱量交換。
[0025]有益效果
[0026]1、本實(shí)用新型的換熱器由于采用弧形換熱板，其結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積換熱面積為管束換熱器的1.6-2倍，并且承壓較平板式換熱器高。
[0027]2、本實(shí)用新型的換熱器由于采用弧形換熱板，在弧形換熱板對(duì)流體離心力的作用以及支撐柱擾流的作用下，在同樣流速的條件下其傳熱系數(shù)為管殼式換熱器的1.5?1.8倍。
[0028]3、本實(shí)用新型的換熱器壓降小流體流動(dòng)阻力小，能夠減少泵或風(fēng)機(jī)的動(dòng)力消耗減少，適合大流量工況應(yīng)用，操作費(fèi)用低。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為本實(shí)用新型換熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為本實(shí)用新型換熱器的換熱板組件設(shè)置在殼體內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3為本實(shí)用新型換熱器的換熱板組件(具有隔離板)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4為本實(shí)用新型換熱器的換熱板組件(具有中心管)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5為本實(shí)用新型換熱器的換熱板組件(具有螺旋板式換熱器)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖6為本實(shí)用新型換熱器的換熱板組件(具有中心管和折流板)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖7為本實(shí)用新型換熱器的流體通道內(nèi)(支撐件為金屬條)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖8為本實(shí)用新型換熱器的流體通道內(nèi)(支撐件為表面凸起)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖中標(biāo)記:1、殼體，101、第一流體進(jìn)口，102、第一流體出口，103、第二流體進(jìn)口，104、第二流體出口，2、弧形換熱板，201、第一流體流道，202、第二流體流道，203、側(cè)擋板，204、進(jìn)口匯集腔，205、出口匯集腔，206、端部擋板，3、中心管，4、蝶閥，5、支撐件，6、側(cè)密封條，7、端部密封條，8、折流板，9、加強(qiáng)圈，10、弧形連接板，11、隔離板，12、螺旋板式換熱器。
【具體實(shí)施方式】
[0038]如圖1-6所不，一種弧形板式換熱器，包括筒形殼體I和設(shè)置在殼體I內(nèi)的換熱板組件，殼體I上設(shè)有與換熱板組件中的流體通道連通的進(jìn)出口，殼體I 一般為圓筒形殼體1，殼體I長(zhǎng)度方向的兩端分別設(shè)有第一流體進(jìn)口 101和第一流體出口 102，殼體I的側(cè)壁上設(shè)有第二流體進(jìn)口 103和第二流體出口 104。所述的換熱板組件包括對(duì)稱設(shè)置在殼體I軸線兩側(cè)的兩組弧形換熱板2，弧形換熱板2的弧度小于180°，每組弧形換熱板2均由自殼體I中心由內(nèi)向外直徑依次增大的多個(gè)弧形換熱板2形成間隔的第一流體流道201和第二流體流道202 ；
[0039]如圖2-6所示，所述第一流體流道201與殼體I軸線平行的兩個(gè)端面封閉設(shè)置，第一流體流道201與殼體I軸線垂直的兩個(gè)端面分別設(shè)有流道口，形成沿殼體I軸線方向的直線流道，熱流體(冷流體)從殼體I的第一流體進(jìn)口進(jìn)入直線流道中，然后沿著殼體I的軸線方向流動(dòng)，并從第一流體出口流出。所述第二流體流道202與殼體I軸線垂直的兩個(gè)端面封閉設(shè)置，第二流體流道202與殼體I軸線平行的兩個(gè)端面分別設(shè)有流道口，形成沿圓周方向的弧形流道，冷流體(熱流體)從殼體I的第二流體進(jìn)口進(jìn)入弧形流道中，然后沿著弧形流道流動(dòng)，并從第二流體出口流出。
[0040]如圖2和3所示，所述兩組弧形換熱板2之間的區(qū)域由一個(gè)隔離件分隔為分別連通殼體I上相應(yīng)進(jìn)出