专利名称：高效板壳式换热器的制作方法
技术领域：
本发明是一种用于流体间壁加热或冷却的设备。
在化工、石油化工、食品、医药、轻工、采暖等部门中，目前广泛采用的流体间壁加热或冷却的设备有管壳式换热器及板式换热器等。
现有的管壳式换热器是以若干管子平行排列，固定在管板上构成管束，安装在外壳内。流体通过管内的流道(管程)时，与壳内管外(壳程)的另一种流体进行热交换。(见《化学工程手册》第八篇《传热设备及工业炉》、盛展武等编著，化学工业出版社，第12页所示)。这种管壳式换热器应用在化工、石油等需要热交换的场合。其特点是可供选用的结构材料范围广、适应性强、处理能力大，温度、压力的适用范围广，运行可靠。目前已系列化、标准化，许多国家都订有规范和系列标准。但是管壳式换热器从传热效率，结构紧凑性以及单位传热面的金属耗量等方面而论，都不如各种类型的板式换热器。
现有的板式换热器是由一种具有沟槽波纹的薄金属板片叠在一起用框架压紧，板片间的周边用垫片密封，冷热流体分别地流过板片两侧的曲折窄小的通道进行热交换。(见《换热器》中册，兰州石油机械研究所主编、烃加工出版社、第382页所示)。这种换热器的特点是结构紧凑、传热系数大、金属耗量小，但是板片间的垫片密封容易泄漏，不能在较高的压力和温度下使用。
本发明的目的是制造一种高效板壳式换热器，以解决现有技术中管壳式换热器的效率不高、材料耗费多、体积大以及板式换热器中垫片易漏、不能用在较高温度和压力等问题。
本发明的构成如下附
图1是本发明的示意图(外壳的前面部分已切去)。
本发明的高效板壳式换热器是由外壳［1］和板束［5］组成。板束是由数块中国专利号为CN89217807.8中的波面传热板［2］及接管［4］、总管［3］组成。板内物流由总管进入，通过接管分配到各波面传热板内，经过板内通道(板程)，最后从穿过外壳的板程物流出口［6］流出。板束直接装在外壳内，外壳与各波面传热板外的空间构成壳程通道。壳程物流通过与外壳连接的壳程物流入口［7］进入壳程，流过各波面传热板外的空间并与板内物流换热。各波面传热板内的板程通道可以连成并联(如附
图1)、串联或串并联。各波面传热板外的壳程通道可以通过设置隔板，把壳程分成多程。组成板束的波面传热板大小可以相同或不相同，形状可以是平的或圆弧形的，以适应各种形状的外壳。波面传热板之间可以是平行的、放射形的或任意排列。接管和总管的形状可以是直的或弯的、圆形的或非圆形的。外壳的形状可以是矩形、圆筒形、或直接采用工艺设备的器壁作为外壳。外壳的材料可以是金属、非金属、或在内表面进行防腐处理。波面传热板束与外壳的连接可以是可拆的(法兰连接)，或不可拆的(焊接的，如附
图1)。
本发明的优点和效果如下1.波面传热板的内流道为曲折波浪形，当量直径很小，保证了流体在低速下也能具有较好的湍流效应；壳程流路通畅均匀没有死角，不易结垢，清洗方便，强化了传热过程，提高了传热效率。
2.点焊、缝焊结构在强化传热过程的同时，也增强了波面传热板的强度和刚度，从而使较薄的波面传热板可以承受较高的压力，例如，用1毫米碳钢板制成的波面板操作压力至少可达1MPa。所以可用薄的板材代替管材，节省金属。
3.用板束结构代替传统的管束结构，不需要昂贵的管板、管箱，也可以省去折流板和定距杆等另部件，板束结构简单、省料、便于制作。与传统的管壳式换热器相比较，相同传热面积的高效板壳式换热器可节省钢材30％～60％。
4.高效板壳式换热器的单位体积的传热面大，单位空间内可以较传统的管壳式换热器安置更多的传热面积，因此设备紧凑，占空间小。
实施例采用薄的不锈钢板制作的波面换热片，平行排列，板程和壳程均为双程，热流体走板内，冷流体走壳程，纯逆流，用4℃的冷却水将2吨／时的热流体从60℃冷到6℃～8℃，效果很好。高效板壳式换热器的单位体积的传热面为110M2／M3，金属耗量为11.2kg／M2。和不锈钢管壳式换热器相比，在满足同样工艺条件下，管壳式换热器的单位体积的传热面为43M2／M3，金属耗量为39.4kg／M2。
权利要求1.高效板壳式换热器是由外壳[1]和板束[5]组成，板束是由波面传热板[2]及接管[4]、总管[3]组成；物流出、入口分别为[6]、[7]；该换热器的特征在于板束是由数块中国专利号为CN 89217807.8中的波面传热板，通过圆形或非圆形的、直的或弯的接管将波面传热板上的出、入口和圆形或非圆形的总管连在一起而构成的；波面传热板的内流道可以连成并联、串联或串并联结合的关系，构成单程或多程的板内流道，并由总管穿过封头或筒体，和物料接管相通。
2.根据权利要求1所述的高效板壳式换热器，其特征在于组成波面板束的波面传热板之间可以布置成平行的、放射形的、或任意排列。
3.根据权利要求1、2所述的高效板壳式换热器，其特征在于组成波面板束的波面传热板可以是适应各种外壳形状的，大小相同或不相同的，平的或圆弧形的等各种形状的板。
4.根据权利要求1～3所述的高效板壳式换热器，其特征在于外壳的材质可以是金属的、非金属的、表面敷有耐蚀保护层或表面进行防腐处理的、形状可以是矩形、圆筒形、或直接采用工艺设备的器壁作为外壳。
5.根据权利要求1～4所述的高效板壳式换热器，其特征在于波面板束装在带有进、出口接管的外壳内；壳内、波面传热板外的通道构成壳程，波面传热板之间还可以设置隔板使壳程由单程变成多程。
6.根据权利要求1～5所述的高效板壳式换热器，其特征在于波面板束与外壳可以用法兰构成可拆联接，或将波面板与外壳焊在一起构成不可拆联接。
专利摘要本装置是一种高效板壳式换热器，它由外壳及波面板束组成。波面板束是用数块中国专利CN89217807.8中的波面传热板，通过小接管将板上的出、入口和总管连在一起而构成的。这种高效板壳式换热器与传统的列管换热器相比，在达到同样的热负荷条件下，可节省金属材料30～60％，体积可缩小40％～60％，高效板壳式换热器可用于化工、石油化工、食品、医药、轻工、采暖等需要热交换的中、低压场合，具有明显的经济效益和社会效益。
文档编号F28D9/00GK2170492SQ92231580
公开日1994年6月29日 申请日期1992年8月25日 优先权日1992年8月25日
发明者孙以苓, 盛展武 申请人:大连理工大学