[发明专利]板翅式换热器两相流体均布器

说明书

技术领域

本发明涉及板翅式换热器，具体涉及一种板翅式换热器用两相流体均布器。

背景技术

板翅式换热器是一种以翅片为传热元件的高效的换热器，可参见技术标准《GB/T7261-94铝制板翅式换热器》，标准的板翅式换热器都由板束体、封头、接管及支座等附件组成，板束体由两种或两种以上的层通道单元间隔叠加组成。两种层通道单元均由翅片、导流片、封条及隔板组成，两种层通道单元的不同方位的周向侧边上引出本单元的流体进出口，然后在板束体侧部上沿厚度方向焊接上封头对同种的通道单元的流体进出口加以包容，在封头上再焊接上各自的接管作为总进口和出口，即组成为一个换热器。板翅式换热器具有传热效率高、结构紧凑、换热通道数量可扩展、适应性大、重量轻等特点，因此，在气-气、液-液、气-液两股及以上的换热设备中应用广泛，特别近来年应用领域不断扩大，应用于两相混合流体的换热越来越多，譬如煤层气(瓦斯)、天然气的回收应用中，其换热介质即为气液混合流体。

当介质为气液两相混合流体时，因气相和液相密度不同，造成各层通道单元中气相和液相分布不均匀，并且，在每一层通道单元的流动断面上气相和液相分布也不均匀，导致换热效率大幅降低，只达到设计工况的40～50％，有时降到10～20％，甚至更低，严重偏离设计工况。因此，在设计中如何使气、液两相尽可能地均布，是保证两相流体换热正常进行的基础。

目前，国际上通用的解决两相流体均布的方案主要有以下几种：

一、利用气液分离器和喷射管，在每一层通道单元中设置喷射管，即先用气液分离器将气、液两相分离开，然后将液相经喷射管上均匀分布的小孔喷入层通道单元中，将气相经导流片均匀分布到层通道单元中。此方案需加设气液分离器和连接管路，体积庞大、成本高、安装复杂。

二、利用气液分离器和横向翅片，均布原理基本与第一种相同，仅是在每一层通道单元中垂直于气流方向设置一横流翅片以代替喷射管。

三、利用多孔板，在封头中设置一多孔网板，气、液两相同时由一根管道导入封头，在封头中利用多孔网板的流通截面积改变，使气流速度加快，使气相夹带着液相通入各层通道单元。该方案结构简单，但气、液混合均匀效果不及前两种，效果较差。

发明内容

本发明目的是提供一种板翅式换热器两相流体均布器，在限制板翅式换热器整体成本、体积的前提下使各层通道单元间的气、液两相均匀度提高。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种板翅式换热器两相流体均布器，包括一入口板、至少一中间挡板、一出口板以及多根封条，所述入口板、中间挡板、出口板从前至后依次以板面相对间隔竖立设置；所述入口板和中间挡板之间以所述封条连接封闭，以此在入口板和中间挡板间形成至少一前级气液分离室；所述中间挡板和出口板之间也以所述封条连接封闭，以此在中间挡板和出口板间形成至少一后级气液分离室，该后级气液分离室与前级气液分离室数量相同，且位置对应；对应每个前级气液分离室的上部，入口板上沿横向间隔排布有多个气液进口，而中间挡板上沿横向间隔排布有多个连通前、后级气液分离室的气体流通口，且这些气体流通口和所述气液进口在横向上相错开；对应每个前级气液分离室的下部，中间挡板上开设连通前、后级气液分离室的液体流通口；对应每个后级气液分离室，出口板上沿横向间隔排布有多个气液混合出口，这些气液混合出口与相邻中间挡板上的气体流通口在横向上相错开。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，“所述入口板、中间挡板、出口板从前至后依次以板面相对间隔竖立设置”中的“竖立”是以本均布器的使用状态定义的，如附图2所示，本均布器竖立着使用。并且，所述“横向”是指入口板、中间挡板和出口板的板面上与竖向相垂直的另一方向。

2、上述方案中，所述入口板和中间挡板之间的四周及中部均以所述封条连接封闭，以此在入口板和中间挡板间分隔形成沿上下竖向排列的多个前级气液分离室；所述中间挡板和出口板之间四周及中部均以所述封条连接封闭，以此在中间挡板和出口板间分隔形成沿上下竖向排列的多个后级气液分离室。

3、上述方案中，所述气液进口、气体流通口和气液混合出口可以直接是一槽形孔，也可以由多个小孔聚拢构成。较佳方案是：所述气液进口、气体流通口均由多个小孔聚拢构成，所述气液混合出口为沿上下竖向布置的长槽孔。

4、上述方案中，所述气液混合出口对应位于后级气液分离室的中上部，以此使使用时后级气液分离室下部和前级气液分离室下部均成为一贮液区。