[实用新型]一种组合流道的螺旋板式换热器

说明书

本实用新型公开了一种组合流道的螺旋板式换热器，该换热器的第一螺旋形流道与第二柱形空腔组合成的整体流道的上下端部均封闭，并在其整体流道的最内侧和最外侧开设介质进出口；所述第二螺旋形流道与第一柱形空腔组合成的整体流道下端部均封闭，上端部为一段敞开结构和一段封闭结构结合而成，并在其整体流道的最内侧和最外侧开设介质进出口。优点为：首先，本装置可以有效的针对既有显热传热，又有潜热传热的冷凝和蒸发工况，有效提高换热器的传热效率；其次，本装置对于化工行业中需要用到蒸发器或者再沸器的场合特别适用，可以在一台换热器上实现了加热和蒸发两种功能，因此具有良好的实用价值，可以带来明显的经济效益。

技术领域

本实用新型涉及一种螺旋换热器，尤其是涉及一种组合流道的螺旋板式换热器。

背景技术

现有的螺旋板式换热器，按结构型式分为三类：第一类是通道两端均封闭的Ⅰ型结构；第二类是通道两端交替封闭的Ⅱ型结构；第三类是一个通道的两端封闭，另一个通道的两端都敞开的Ⅲ型结构。从传热机理上来说，Ⅰ、Ⅱ型均为对流传热，Ⅲ型为错流传热。Ⅰ、Ⅱ型适用于无相变的两种介质的传热过程，也就是显热传热过程；Ⅲ型适用于冷凝和蒸发的传热过程，也就是潜热传热过程。对于既有显热传热又有潜热传热的过程，单一用以上结构型式的螺旋板式换热器传热效果均不理想。如果采用Ⅰ、Ⅱ型结构的螺旋板式换热器，在显热传热阶段，传热效果比较好，当进入潜热传热阶段，由于冷凝液或者蒸发的气体不能及时排出，必定占据一定的通道容积，使得一部分换热板无法参与传热，必然会影响到传热效果；如果采用Ⅲ型结构，在显热传热阶段，由于是错流传热，其对数平均温差比对流传热要小，因此其传热效果比较差。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服背景技术的不足，本实用新型公开了一种通过将流道上端部设计成敞开和封闭结合以实现介质在显热和潜热阶段都能起到良好的传热效果的组合流道的。螺旋板式换热器

技术方案：本实用新型所述的组合流道的螺旋板式换热器，包括一中心换热板，该中心换热板的两侧边分别连接第一螺旋换热板片和第二螺旋换热板片，所述第一螺旋换热板片和第二螺旋换热板片向外圈螺旋交替延伸，形成用于第一介质的第一螺旋形流道和用于第二介质的第二螺旋形流道，所述第一螺旋换热板片和第二螺旋换热板片的最内圈板片分别与中心换热板形成第一柱形空腔和和第二柱形空腔，并分别与第二螺旋形流道和第一螺旋形流道连通，所述第二螺旋形流道与第一柱形空腔组合成的整体流道的上下端部均封闭，并在其整体流道的最内侧和最外侧开设介质进出口；所述第一螺旋形流道与第二柱形空腔组合成的整体流道下端部均封闭，上端部为一段敞开结构和一段封闭结构结合而成，并在其整体流道的最内侧和最外侧开设介质进出口。

当传热过程中既有显热传热，又有潜热传热的冷凝和蒸发工况，在显热传热阶段两种介质均为螺旋流动的对流传热，当进入到潜热传热阶段后，冷凝或者蒸发介质的通道一端敞开，在这一阶段，一端敞开通道的介质流动既有轴向流动，又有螺旋流动，冷凝液或者蒸发气体能及时排出，有效地提高了换热器的传热效率。上述由一段敞开结构和一段封闭结构结合而成的流道上端部，可以根据传热工艺计算出显热传热阶段所需要的换热面积，再通过螺旋板换热器的几何计算，计算出需要封闭和敞开的圈数。

进一步的，所述第一螺旋形流道与第二柱形空腔组合成的整体流道的介质出口开设于所在圈体位置的下端部。便于该介质中一些难以蒸发的液相物质从下端出口流出。

进一步的，所述中心换热板、第一螺旋换热板片以及第二螺旋换热板片所组成的换热流道上端部设有气相蒸发封盖，所述气相蒸发封盖上设有气相出口，由流道敞口处蒸发散出的气相介质在气相蒸发封盖内汇集并由气相出口排出。

进一步的，所述第一螺旋形流道和第二螺旋形流道的最外圈套设有封口筒，且所述第一螺旋换热板片和第二螺旋换热板片的最外圈末端与封口筒的内壁密封连接。