板壳式换热器的制作方法

本发明属于换热设备技术领域，具体为一种用于化工行业的焊接板壳式换热器，尤其适用于温差较高工况的板壳式换热器。

背景技术：

板壳式换热器是介于板式换热器和管壳式换热器之间的产品，它具有板式换热器和管壳式换热器两者的优点。板壳式换热器是以板管作为传热元件的换热器，又称薄片换热器。它主要由板管束和壳体两部分组成。将冷压成形的成对板条的接触处严密地焊接在一起，构成一个包含多个扁平流道的板管。许多个宽度不等的板管按一定次序排列。为保持板管之间的间距，在相邻板管的两端镶进金属条，并与板管焊在一起。板管两端部便形成管板，从而使许多板管牢固地连接在一起构成板管束。板管束的端面呈现若干扁平的流道板管束装配在壳体内，它与壳体间靠滑动密封消除纵向膨胀差。板壳式换热器采用波纹板束作为传热元件，为高效紧凑式换热器的一种，可实现真正的“纯逆流”换热，在完成同样换热任务的情况下，其体积、重量仅为管壳式换热设备的一半，不仅大大节约用户的设备安装空间及安装成本，还发扬了绿色环保、节能高效的经济理念。

目前，普遍使用的换热设备占地面积大、单台设备重量大、资金投入大且能耗很高，已经远远不能满足化工行业中大型化、现代化装置的需要。大型板壳式换热器适应了化工技术发展和化工装置中增效节能的需要，是新一代换热设备，是目前国际上先进的高效、节能型换热设备。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种绿色环保、节能高效、能在温差波动较大的工况下安全运行的板壳式换热器，扩大了板壳式换热器的适用范围。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种板壳式换热器，包括外壳体，所述外壳体内安装板束壳体，所述板束壳体顶端外侧圆周设置有支撑环凸，所述外壳体通过法兰结构连接上壳体，所述上壳体顶部开设板程介质出口，所述板束壳体的支撑环凸夹持于该法兰结构中。

所述板束壳体内安装板束，所述板束壳体上部侧面开设壳程介质进口、并与开设于外壳体上的壳侧介质进口接管联通；所述板束壳体下部侧面开设壳程介质出口、并与开设于外壳体上的壳侧介质出口接管联通；所述板束壳体底部开设板程介质进口，所述板程介质进口连接膨胀节，所述膨胀节连接板侧介质进口接管，所述板侧介质进口接管穿出外壳体并通过法兰结构与外壳体底部连接。

工作时，板程介质由底部的板侧介质进口接管进入，通过膨胀节自下而上进入板束内，与板束外的换热介质进行热交换后由上部的板程介质出口流出进入下一工序。同时，壳程介质由上部的壳侧介质进口接管及壳程介质进口进入板束壳体内，自上而下运动，与板束内介质进行热交换后，由下部的壳程介质出口及壳侧介质出口接管流出，完成换热工序。

优选的，所述外壳体下部安装有加热盘管，所述加热盘管位于壳侧介质出口接管下方。

优选的，所述壳侧介质进口接管和壳侧介质出口接管均为扁锥形接管。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、壳侧介质进出口接管设置为扁锥形接管，使得轴向尺寸不变时，径向尺寸增大，介质与板束的接触面积增大，提高换热效率。

2、壳侧壳体下部设有加热盘管，可以提高壳侧出口介质的温度，更有效的加热板侧介质，达到更好的换热效果。

3、板束外壳上下端各设置一个侧向开口（壳程介质进口和壳程介质出口），壳程介质与板程介质在板片对之间形成纯逆流。

4、板侧介质进口接管连接膨胀节，膨胀节直径大于接管直径，具有伸缩性，可以吸收板束与板束外壳及板束外壳与圆筒形壳体间的热膨胀伸缩位移，不承受板束重量，提高了板壳式换热器工作的可靠性。

5、外壳体上部与上壳体通过设备法兰夹持连接，外壳体下封头底部设置连接法兰，且其内径大于板侧介质进口接管外径，便于拆卸时板束整体从壳体中抽出。

6、扩大了板壳式换热器的适用范围，适于高温差、高压的操作工况，体现了绿色环保、节能高效的理念。

本发明设计合理，该板壳式换热器适于高温差、高压的操作工况，不仅高效节能、结构紧凑，而且体积小、占地面积少、大大节约了用户的设备安装空间及安装成本，既体现了绿色环保、节能高效的理念，又扩大了板壳式换热器的适用范围。

附图说明

图1表示板壳式换热器的结构示意图。

图2表示板壳式换热器的板束结构示意图。

图3表示板壳式换热器的俯视图。

图4表示壳侧介质进出口接管呈扁锥型接管的正视图。

图5表示图4的俯视图。

图中：1-外壳体，11-外壳体排气口，12-壳侧介质进口接管，13-壳侧介质出口接管，14-外壳体上法兰，15-耳式支座，16-加热盘管，17-外壳体下法兰，18-支撑环凸；2-板束壳体，21-板束，22-壳程介质进口，23-壳程介质出口，24-板程介质进口，25-膨胀节，26-板侧介质进口接管，27-连接法兰，28-壳侧排气孔，29-定位齿板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

一种用于化工行业的焊接板壳式换热器，包括壳体、设备法兰、板束、壳侧介质进出口接管、板侧介质进出口接管、加热盘管、膨胀节、连接法兰等。

具体连接关系如图1所示，外壳体1内安装板束壳体2，所述板束壳体2顶端外侧圆周设置有支撑环凸18，所述外壳体1通过外壳体上法兰14与上壳体3的上壳体法兰31连接，并且板束壳体2的支撑环凸18夹持于该法兰结构中，三者通过螺柱、螺母及垫片夹持连接密封，将板束壳体2“悬挂”于外壳体1内。所述上壳体3顶部开设板程介质出口32，用于板程介质流出。

如图1、2所示，所述板束壳体2内安装板束21，板束是由若干张先点焊再四周滚边焊，然后用高压胀成的板片对通过焊接组合在一起而形成。板束外壳上下端各设置一个侧向开口，即所述板束壳体2上部侧面开设壳程介质进口22、并与开设于外壳体1上的壳侧介质进口接管12联通；所述板束壳体2下部侧面开设壳程介质出口23、并与开设于外壳体1上的壳侧介质出口接管13联通，壳程介质与板程介质在板片对之间形成纯逆流。所述板束21中设置有若干定位齿板29，齿板形状类似于打开的百叶窗形状，以便壳侧介质在流出过程中形成折流，提高换热效率。

如图2所示，所述板束壳体2底部开设板程介质进口24，所述板程介质进口24连接膨胀节25，所述膨胀节25连接板侧介质进口接管26。膨胀节的直径大于接管直径，具有伸缩性，可以吸收板束与板束外壳及板束外壳与圆筒形壳体间的热膨胀伸缩位移，不承受板束重量，提高了板壳式换热器工作的可靠性。

如图1、2所示，所述板侧介质进口接管26穿出外壳体1并通过其连接法兰27与外壳体1底部的外壳体下法兰17连接。外壳体下法兰17内径大于板侧介质进口接管的外径，在设备使用期间，板束若需检修、清洗或更换，打开上壳体和外壳体之间的设备法兰，打开外壳体和板程介质进口接管的设备法兰，板束壳体可以很方便的整体从外壳体中抽出。

如图1、2所示，所述板束壳体2上端侧面开设有一排壳侧排气孔（方形孔）28；所述外壳体1上部设置外壳体排气口11。换热过程中，壳程介质会不可避免的产生一些气体，该方形孔用于壳程介质流入过程中的气体可以随时排出。

如图1所示，所述外壳体1内下部安装有加热盘管16，所述加热盘管16位于壳侧介质出口接管13下方。加热盘管可以提高壳侧出口介质的温度，更有效的加热板侧介质，达到更好的换热效果。

如图1、3所示，所述外壳体1中部外侧对称设置有4个耳式支座15，用于换热器的安装。

如图4、5所示，所述壳侧介质进口接管12和壳侧介质出口接管13均为扁锥形接管。使得轴向尺寸不变时，径向尺寸增大，介质与板束的接触面积增大，提高换热效率。

此板壳式换热器适于高温差的操作工况，结构紧凑且高效节能，大大节约了设备安装空间及成本，既体现绿色环保、节能高效的理念，又扩大了板壳式换热器的适用范围。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实例对本发明进行了详细描述，本领域技术人员应当理解，可以借鉴本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明的总之和范围，都应被视为包括在本发明的权利要求范围之内。