[发明专利]一种板壳式换热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种热交换设备，特别涉及用于石油炼制、化工、电力、冶金等领域的两种流体介质进行热交换的设备。

背景技术

目前的管壳式换热器所用的传热管为圆形管子。根据国家标准，管壳式换热器的最常用的管子直径为25mm与19mm两种。这种换热器的优点是结构坚固、弹性大、缺点是传热效率低、紧凑性差，所占的空间较大。此外，近年来出现了一种板壳式换热器，它的特点是有较高的紧凑性和传热效率，但它的缺点是板片的波纹形状单一，传热系数不高。同时它的承压能力也差，因此未能得到大面积推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种板壳式换热器，以解决以往的板式换热器存在的承压能力差、传热效率低、结构庞大和坚固性差等技术问题。

本发明所述一种板壳式换热器，它主要包括板管管束、壳体、管程进出口、壳程进出口和支座；所述板管管束由层叠组合在一起的复合流道波纹板片组成，每片板片平面上依次排列有V形凹状波纹槽，所述波纹槽按相邻呈互相垂直且两种不同方向排列的波纹槽分别与板片的两个垂直边成一个锐角的方向排列，所述的板片按正、反面相对组合后，在其相邻两层的内部形成相互垂直且间隔传热的管程和壳程两种复合流道；所述管程流道是它的两端分别与进口管箱、出口管箱相连通的流道，所述出口管箱与带膨胀节出口连通；所述壳程流道是它的两端分别与壳体上的壳程进出口相连通的流道。

如上所述的一种板壳式换热器，所述壳程具有折流结构，所述折流结构为全密闭结构，在壳程内设置若干个折流板，以圆弧形导流板和两侧的折流板构成导流筒，将相邻的两段壳程的端口封闭成具有进出口的所述折流结构，按上述方式依次设置折流板和圆弧板构成的导流筒，使每段壳程流道首尾相连，以形成一个具有完整的折流形式的壳程流道。

如上所述的一种板壳式换热器，所述的波纹槽为V型，并在相邻的V型槽所围成的中央设有一个扰流凹槽。

本发明所述一种板壳式换热器兼有板式换热器传热效率高，紧凑性好和管壳式换热器结构坚固的优点，同时它又克服了以往的板式换热器承压能力差和管壳式换热器传热效率低及结构庞大的缺点。在相同的工艺条件下它的传热系数可比普通管壳式换热器提高25％以上，基至一倍，在相同的体积下它的传热面积比普通管壳式高50％以上。采用本发明的换热器可以显著地节省投资和占用空间，它是一种高效紧凑的换热设备。

在某炼油装置的热油和冷油的换热过程中，热油的处理量为95000t/h温度以150℃冷到65℃；冷油的温度从30℃升至119℃。热负荷4968600W。在同样工艺条件下采用两种类型换热器的比较结果见附表1。

从表1可知，采用本发明的换热器的传热系数可提高30％，紧凑性大为提高，同为直径700mm的换热器，管壳式的传热面积是135m²，而本发明的换热器的面积为202m²。由此可知采用本发明的换热器可以显著地节省占地空间和投资。

此外，板式换热器由于流道的特殊性，在低雷诺数便可获得较高的传热系数，因而可在较低的速度下操作，从而降运行费用，达到节能的目的。如某一设计的原来管程和壳程流速分别为1.45m/s和0.48m/s；而本发明仅为0.3m/s和0.2m/s。原设计的总压力降管程为0.348MPa，壳程0.147MPa；本发明的压降管程仅有0.06MPa，壳程仅有0.045MPa。原来的驱动功率为20.26KW，本发明的驱动功率为2.6KW，按每度电0.5元计算，年可节省7.4万元。

附图说明

图1是本发明所述换热器结构剖视图。

图2是图1的沿A-A方向剖视图。

图3是本发明板片的板面结构示意图。

图4是图3的局部放大图。

图5是图4的沿C-C方向的剖面图。

图6是本发明板管的剖面结构图。

图7是本发明板管管束的截面结构图。

图8是本发明壳程导流筒的折流结构示意图。

具体实施方式