耐温耐压鼓板式传热单元的制作方法

文档序号:4527568
专利名称:耐温耐压鼓板式传热单元的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种化工行业中使用的传热部件,尤其是一种化学反 应器、化学反应槽和特殊换热器等设备中广泛使用的板式换热器,具体地说 是一种耐温耐压鼓板式传热单元。
背景技术
目前,板式换热器因其结构的紧奏性和传热的高效性已在各行各业广泛 应用,传统的板式换热器其表面凹凸成型多为水压机冲压而成,板与板之间 的密封多为压垫密封式,板中间未能设置焊接点,因此换热器的密封压力和
板间两种传热介质之间耐压力都非常小(一般小于2.0MPa),介质的温度也 大多局限在200'C以下。
由于其耐温性和耐压均较差,因此无法在高温高压环境中使用,大大限 制了其应用领域,因此急需开发出能耐高温(20(TC以上)和高压(4.0MPa 以上)的换热单元,以进一步提高高温高压设备的余热回收和利用,节约能 源。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有的板式换热器的耐温和耐压性能较低而 无法在一些高温高压设备中进行热量回收的问题,设计一种既能耐高温又能 耐高压的耐温耐压鼓板式传热单元。
本实用新型的技术方案是
一种耐温耐压鼓板式传热单元(见图1),包括金属前板1、金属后板2、
进口管3和出口管4,前板1和后板2的周边焊接相连,两者之间形成有介 质流过的空腔5,进口管3和出口管4均与所述的空腔5相通,其特征是所 述的空腔5中设有多个连接前板1和后板2的焊接点6,所述的前板1和后 板2的表面均形成有多个通过单片冲压或由高压液体,尤其是高压水胀挤而 成的鼓包结构7。
所述的焊接点6的形状为圆柱形、椭圆柱形、长方柱形或正方柱形。所述的金属前板1和金属后板2的厚度5为0.5 5.0mm。 本实用新型的耐温耐压鼓板式传热单元的整体呈平板状、圆弧板状、折 板状或圆柱状等结构。
本实用新型的有益效果
1、 本实用新型的板式换热单元能够承受4. 0 10. OMPa的工作压差,温 度在200 60(TC工作范围的板式换热器,这种板式换热器必须用钢板通过 特殊焊接方法完成两板中间的连接焊接和周边的密封焊接而成,而板间通道 的凹凸面则由高压水充压成型,从而保证了其很高的密封性、耐压性能和很 高的使用温度的性能,同时确保其密封性和抗腐蚀性。
2、 本—实用新型的两板四周采用焊接方式加以密封,而不用压垫密封, 因此,整块换热板的耐压性能,采用不同的金属材料,其耐热温度可以提高 到200 60(TC。
3、 本实用新型的成形解决了以往通过水压机对单板冲压而成,加工难 度大,效率低、耐压强度也差的问题。本实用新型通过高压水充压双板成形, 则效率高,强度大、密封性能好。
4、 本实用新型的充压鼓面成形加工法就是预先焊接成众多的结合焊点, 增强了两板之间的内压和外压的强度,使内压和外压的强度提高到4.0 10. OMPa。
5、 本实用新型的鼓板式传热单元可以做成任意形状,组合成置于需要 加热、冷却的设备场合中。
6、 本实用新型的板中间的众多联合点,使流体介质通过其间形成湍动, 还可有效增加其传热效果,比一般的平板提高20-50%。
7、 本实用新型适用于多种类别的气体、液体、蒸汽和各类气相、液相 和气固相反应器传热。


图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的焊接点布置及形状结构示意图。
图3是本实用新型的传热单元的常见的四种外形结构示意图。
图4是由本实用新型的传热单元组成的最基本的换热器的结构示意图。
图5是由本实用新型的传热单元组成的六种换热器的俯视结构示意图。图6是由本实用新型的传热单元组成的换热器在合成反应器中应用时 的结构示意图。
图7是由本实用新型的传热单元组成的换热器在大容积液相反应槽中 应用时的结构示意图。
具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1-3所示。
一种耐温耐压鼓板式传热单元,其整体外形可为平板状、圆弧板状、折 板状或圆柱状结构,如图3所示,具体实施时还可根据需要设计成合适的形 状,每个传热单元包括金属前板1 (厚度S可为0.5 5.0mm)、金属后板2 (厚度可为0.5 5.0mm)、进口管3和出口管4,前板1和后板2的周边焊 接相连,两者之间形成有介质流过的空腔5,进口管3和出口管4均与所述 的空腔5相通,所述的空腔5中设有多个连接前板1和后板2的焊接点6, 所述的前板1和后板2的表面均形成有多个由高压液压胀挤而成的鼓包结构 7,该鼓包结构7可以用高压水胀挤而成,也可以分别将金属前板1及金属 后板2冲压形成鼓包后焊接而成,最终鼓包结构7的高度h可以根据液体 介质的流量、传热要求和允许阻力等因素予以确定(一般为5-30mm),鼓 包结构7纵向和横向的宽度a、 b的取值应根据耐压强度的要求,鼓泡的要 求,以及介质传热湍动要求加以确定,其取值范围一般为30-100mm,如图 l所示。具体实施时焊接点6的形状为圆柱形、椭圆柱形、长方柱形或正方 柱形,如图2所示,各焊接点之间的距离可根据耐压强度、鼓泡的要求及介 质传热湍动等要求加以计算确定。
图4是利用本实用新型的平板式传热单元8组成的换热器,每个传热 单元8的进口管3和出口管4分别与对应的上联箱9或下联箱10相连,板 内和传热介质通过联箱进出,另一侧的传热介质则在板外流动。具体实施时, 本实用新型的传热单元8放在换热器内的排列方式还可采用图5所示的形 式,它可以是辐射型(A)、方型(B)、圆周型(C)、平行型(D)、圆周错 列型(E)、同心圆柱型(F)等,还可以根据换热器需要做成其它种类的组 合形式。
图6、图7是本实用新型的两个具体的应用实例。应用实例一,如图6所示。
甲醇合成是一个强放热反应过程,需要移热性能非常强的内置换热器, 采用鼓板式换热板,作移热单元就非常合适,见示意图6。
图中,合成反应器ll内,由众多水冷却鼓板式移热元件12和水联箱14 组成的内件和置于水冷板之间的催化剂13组成,水冷板中的冷却水从下而 上自循环,从上部流出去汽包15付产蒸汽,合成气则从反应器的顶部进入, 经催化剂合成甲醇,从底部流出进入甲醇分离系统。
合成反应器的操作条件
合成压力9.0MPa,催化剂温度200 280°C 水冷板内压力2. 5 4. 0MPa,水冷板温度200 250°C
水冷板材质高级不锈钢。
效果移热能力提高1.2 1.5倍,温度更易于平稳控制; 生产能力提高1.2 1.5倍,; 温差小,催化剂寿命长; 易于大型化。 应用实施二,如图7所示。 大容积液相反应槽由槽体16冷却内件17,液相反应物18和循环搅拌 器19组成。
由于发酵、酿制、中和等液相反应,需要大容积温和均衡控温,传热面 积大、温差小、能防腐蚀,易清洗,因此采用鼓板式移热单元组合内件最为 适合,大大优于其它如蛇管、列管等移热单元的内件。
反应槽的操作条件
液相反应温度,常温 20(TC 反应槽液相温度差,<5°C (根据设计要求)
压力常压 冷却水温度常温 水冷板材质,防腐合金钢
本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求1、一种耐温耐压鼓板式传热单元,包括金属前板(1)、金属后板(2)、进口管(3)和出口管(4),前板(1)和后板(2)的周边焊接相连,两者之间形成有介质流过的空腔(5),进口管(3)和出口管(4)均与所述的空腔(5)相通,其特征是所述的空腔(5)中设有多个连接前板(1)和后板(2)的焊接点(6),所述的前板(1)和后板(2)的表面均形成有多个通过单面冲压或由高压液体胀挤而成的鼓包结构(7)。
2、 根据权利要求1所述的耐温耐压鼓板式传热单元,其特征是所述的焊接 点(6)的形状为圆柱形、椭圆柱形、长方柱形或正方柱形。
3、 根据权利要求1所述的耐温耐压鼓板式传热单元,其特征是所述的金属 前板(1)和金属后板(2)的厚度S为0.5 5.0mm。
4、 根据权利要求1所述的耐温耐压鼓板式传热单元,其特征是它的整体呈 平板状、圆弧板状、折板状或圆柱状结构。
专利摘要一种耐温耐压鼓板式传热单元,包括金属前板(1)、金属后板(2)、进口管(3)和出口管(4),前板(1)和后板(2)的周边焊接相连,两者之间形成有介质流过的空腔(5),进口管(3)和出口管(4)均与所述的空腔(5)相通,其特征是所述的空腔(5)中设有多个连接前板(1)和后板(2)的焊接点(6),所述的前板(1)和后板(2)的表面均形成有多个通过单面冲压或由高压液体胀挤而成的鼓包结构(7)。本实用新型解决了传热单元的耐温和耐压问题,且结构简单,制造方便。
文档编号F28F1/00GK201429362SQ200920047449
公开日2010年3月24日 申请日期2009年7月16日 优先权日2009年7月16日
发明者吕仲明 申请人:吕仲明
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