[发明专利]一种弧形板式换热器

说明书

技术领域

本发明涉及换热设备技术领域，具体涉及一种弧形板式换热器。

背景技术

换热器是在两种流体间交换热量的设备，都是基于传导、辐射和对流三种热传递方式或其中某些方式的组合来传递热量。其中，板式换热器是一种高效而紧凑的换热设备，具有传热系数高、结构紧凑、等诸多优点,并且随着结构的改进和大型化制造技术的提高, 板式换热器的应用日益受到人们的重视。现有板式换热器主要有螺旋板式换热器和板式换热器两种。螺旋板式换热器主要不足为：其单一流道对通道截面积的限制使这类换热器只能用于流量不大的场合，如气-气换热条件下。而板式换热器主要不足为：承压能力低，压降大，不适用于大处理量条件的换热需求。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种弧形板式换热器，具有结构紧凑、压降小、传热效率高以及适用范围广等优点。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种弧形板式换热器，包括筒形壳体和设置在壳体内的换热板组件，壳体上设有与换热板组件中的流体通道连通的进出口，壳体一般为圆筒形壳体，壳体长度方向的两端分别设有第一流体进口和第一流体出口，壳体的侧壁上设有第二流体进口和第二流体出口。所述的换热板组件包括对称设置在壳体轴线两侧的两组弧形换热板，弧形换热板的弧度小于180°，每组弧形换热板均由自壳体中心由内向外直径依次增大的多个弧形换热板形成间隔的第一流体流道和第二流体流道；

所述第一流体流道与壳体轴线平行的两个端面封闭设置，第一流体流道与壳体轴线垂直的两个端面分别设有流道口，形成沿壳体轴线方向的直线流道，热流体（冷流体）从壳体的第一流体进口进入直线流道中，然后沿着壳体的轴线方向流动，并从第一流体出口流出。

所述第二流体流道与壳体轴线垂直的两个端面封闭设置，第二流体流道与壳体轴线平行的两个端面分别设有流道口，形成沿圆周方向的弧形流道，冷流体（热流体）从壳体的第二流体进口进入弧形流道中，然后沿着弧形流道流动，并从第二流体出口流出。

所述两组弧形换热板之间的区域由一个隔离件分隔为分别连通壳体上相应进出口的进口汇集腔和出口汇集腔，换热板组件的多个第二流体流道的进口端汇聚至进口汇集腔，其出口端汇聚至出口汇集腔，第二流体从壳体的进口先进入进口汇集腔，然后由进口汇集腔分别进入各个第二流体通道，经各个第二流体通道流出的流体在出口汇集腔聚集并从壳体的出口流出。进口汇集腔和出口汇集腔沿平行于壳体轴线的方向的两端通过端部挡板封闭，防止第一流体进入进口汇集腔和出口汇集腔。

所述壳体与位于最外层的两个弧形换热板之间均具有沿壳体轴向设置的侧挡板，两个侧挡板将壳体与换热板组件之间的区域分隔为分别连通至进口汇集腔和出口汇集腔的两个腔室。

所述换热板组件还包括两个加强圈，两个加强圈分别套设在最外层弧形换热板的两端，加强圈与弧形换热板和端部挡板固定焊接，加强圈可使换热板组件的第一流体流道和第二流体流道有效连接。

所述加强圈与壳体内壁之间通过弧形连接板连接，弧形连接板为环形金属板，分别与壳体内壁和加强圈固定焊接，可有效缓解温差应力。

所述的隔离件为隔离板，隔离板沿壳体轴向穿设在两组弧形换热板之间的区域内，且隔离板分别与位于最内层的两个弧形换热板密封连接。

所述的隔离件为中心管，该中心管的两端分别与壳体上对应于直线流道的进出口相连通，且中心管上设置有蝶阀。中心管作为一种调节手段，在需要提高出口侧温度时，通过蝶阀打开中心管，使部分流体直接从中心管通过混入出口侧流体中，从而提高温度，通过蝶阀的开度可以进行温度调节。

所述的隔离件为螺旋板式换热器，螺旋板式换热器具有轴向流道和螺旋流道，其轴向流道的进出口分别与壳体内直线流道的进出口相连通，螺旋流道的进出口分别与壳体内弧形流道的进出口相连通。

所述第一流体流道与壳体轴线平行的两个端面通过侧密封条密封或者通过形成流体流道的任一弧形换热板的折边密封。

所述第二流体流道与壳体轴线垂直的两个端面通过端部密封条密封或者通过形成流体流道的任一弧形换热板的折边密封。

所述第一流体流道和第二流体流道内分散设置有支撑件，支撑件用于保持第一流体流道和第二流体流道的间距，并且可以提高整个设备的承压能力。

所述的支撑件为金属柱或条，优先选用金属柱，金属柱固定设置在流体流道内部。

所述的支撑件为形成流体流道的任一弧形换热板表面形成的凸起。优先选用由板冲压而形成的“酒窝”状凸起。