[发明专利]含错排热管阵列的板式换热器

说明书

技术领域

本发明涉及板式换热器，尤其是涉及一种含错排热管阵列的板式换热器。

技术背景

换热器是化工、环保、能源、电力等工业领域的一种重要单元设备。主要可分为混合式、蓄热式和间壁式三类。其中，间壁式换热器是两种不同温度的介质在相间隔的流道中流动，介质之间不会相互混合，整个过程连续而稳定，成为工业应用中最为广泛的一类换热器。

间壁式换热器中最常见的为管壳式换热器。其操作可靠，结构简单，可在高温高压下使用。在管壳式换热器中，一种流体在管内流动，另一种流体在壳侧流动，通过管子进行热量交换。中国发明专利（申请号：200910023897.9）公开了一种传热管外流体多股螺旋流管壳式换热器。该换热器采用设有纵向螺旋翅片的传热管，不但增大了换热器的管内传热面积，而且实现了传热管内外流体的双螺旋流动，从而优化了传热管内外的对流传热效率，提高了换热器的综合传热性能。中国发明专利（申请号：201310406987.2）公开了一种管壳式换热器。该管壳式换热器通过设置旋流构件对壳侧流体流动进行加速，加大管外流体湍流程度，强化壳程传热；同时，该换热器在管内插入元件，产生扰流效果，强化管内传热。通过良好的结构设计，管壳式换热器虽然传热效率得到了很大的提高，但仍存在体积、重量较大，比表面积较小等缺点。

另一类间壁式换热器为板式换热器。板式换热器一般由若干板片叠装而成。各种板片之间形成矩形通道，通过板片进行热量交换。相对于管式换热器，其具有传热系数高，重量轻，结构紧凑、拆装方便等优点。中国发明专利（申请号：2011103414429）公开了一种新型三维网垫板式换热器。该换热器的传热区域设置三维网垫，增强了流道中主流区与壁面附近流体的质量交换，达到强化传热的目的，使该板式换热器相对于常规板式换热器具有更佳的传热性能。中国发明专利（申请号：2013105246963）公开了一种部分填充金属泡沫的平板式换热器。该换热器将多个金属泡沫片由上至下等间距水平设置在换热器通道内，增大了流体在通道中流动的湍流度，从而对传热进行了强化，提高了换热器的传热效率。该换热器结构紧凑，换热性能较好，压降较小。

综上所述，通过结构设计，管式换热器和板式换热器的传热性能均有了较大的提高，但是现有的管式换热器和板式换热器体积仍较为庞大，比表面积小，不能满足目前换热器结构小型化、轻量化的要求。虽然目前已公开了一些比表面积大、传热效率高等优点的微通道换热器（申请号：201310080896.4；申请号：201310282633.1），但这些微通道换热器在微通道制备与设计方面仍存在一些不足之处。因此，有必要设计一种高效，低成本的换热器。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种含错排热管阵列的板式换热器，该换热器的传热元件为微小热管，其导热能力超过任何已知金属的导热能力，因此相对于采用固体隔板作为传热媒介的常规换热器，具有更强的传热效率；另一方面，微小热管在换热器中呈错排阵列分布，具有较大的传热面积，且与流体接触更加充分。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括上盖板组件，中间传热组件和下盖板组件用螺钉连接而成；其中：

1)上盖板组件：包括上盖板，冷流入口不锈钢管和冷流出口不锈钢管；上盖板四周开有螺纹孔，上盖板下端面中间开有凹槽；凹槽沿上盖板长边方向分为3个区域，中间为长方体热交换区域，两边均为扁平三棱柱状流体分布腔，长方体热交换区域底面开有与上盖板短边平行的多条扰流板，两边扁平三棱柱状流体分布腔内开有呈辐射状多条工质流体导流板；上盖板一侧短边的冷流入口不锈钢管与上盖板的工质流体进口孔相连，上盖板另一侧短边的冷流出口不锈钢管与上盖板的工质流体出口孔相连；

2)下盖板组件：包括下盖板，热流入口不锈钢管和热流出口不锈钢管；下盖板四周开有螺纹孔，下盖板上端面中间开有凹槽；凹槽沿下盖板长边方向分为3个区域，中间为长方体热交换区域，两边均为扁平三棱柱状流体分布腔，长方体热交换区域底面开有与下盖板短边平行的多条扰流板，两边扁平三棱柱状流体分布腔内开有呈辐射状多条工质流体导流板；下盖板一侧短边的热流入口不锈钢管与下盖板的工质流体进口孔相连，下盖板另一侧短边的热流出口不锈钢管与下盖板的工质流体出口孔相连。