一种适用于摇晃工况的板翅式换热器封头的制作方法

本实用新型涉及低温换热设备封头结构设计的技术领域，具体涉及一种适用于摇晃工况的板翅式换热器封头。

背景技术：

板翅式换热器是天然气中广泛应用的低温换热器。该换热器由通常由隔板、翅片、封条、导流片组成。在相邻两隔板间放置翅片、导流片以及封条组成一夹层，称为通道，将这样的夹层根据流体的不同方式叠置起来，钎焊成一整体便组成板束，板束是板翅式换热器的核心。冷热流体通过板片和翅片进行热量交换。

当板翅式换热器应用于海上浮式平台时，由于受到风浪的影响，换热器会随平台一同运动，这些运动导致换热器换热性能下降。平台的主要运动形式为摇动。在摇动的过程中，海上浮式平台将长时间处于倾斜状态，致使换热器整体倾斜，此时如图5所示，封头内部流体包括分布较少的气流7和分布较多的气流8，封头内部流体因为重力影响发生偏移流动，集聚于倾斜一侧，从而部分流道入口进入制冷剂流体过少，液相制冷剂无法与换热板片翅片充分接触，从而导致整个换热器的性能下降。

经对现有技术的文献检索发现，已有专利号为CN104990433A，名称为“板翅式换热器”的专利，通过在换热器侧面设置封头从而实现通过重力来实现入口冷剂的气液分离来解决因为气液相混合导致的换热器效率下降的问题。但目前技术尚无法解决因倾斜导致两项制冷剂进入流道时分布不均匀所产生的换热器换热性能下降的问题。

同时已有专利号为CN102914204A，名称为“一种分配器及具有该分配器的板翅式换热器”的专利，通过在气液两相流体的入口处与换热器内的各层通道之间设置分配器，并将分配器壳体空间用隔板分隔成若干个气液相通道，从而解决在晃动情况下冷剂在各通道中分配不均匀的问题。但该技术较为复杂，无法针对不同型号的板翅式换热器制定统一标准。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种适用于摇晃工况的板翅式换热器封头，为了解决现有技术中板翅式换热器用于海上大型液化天然气装置时产生气液分布不均匀的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种适用于摇晃工况的板翅式换热器封头，封头内部液体分配结构由入口挡板、导流圆管和流道分隔板组成；所述入口挡板置于封头制冷剂入口底部，所述入口挡板的中间开多个孔；所述导流圆管包括多个，所述导流圆管的一端接在入口挡板的圆孔上，另一端通向某一流道，并且所述导流圆管的末端安装有喷嘴；所述流道分隔板将流道分为若干流道区域。

其中，所述入口挡板、导流圆管、流道分隔板和喷嘴由铝板或不锈钢板加工而成，与换热器壳体材质保持一致。

优选地，所述入口挡板的大小同封头入口横截面大小相等，孔径与导流圆管管径相等，所述入口挡板的中间开孔数由板翅式换热器封头入口直径决定。

优选地，所述导流圆管的厚度根据具体使用压力环境确定，管径由换热器封头大小及制冷剂流量决定。

其中，所述喷嘴的小端直径与导流圆管相同。

优选地，所述流道分隔板的厚度由具体使用压力环境决定，宽度与流道宽度相等，高度由封头尺寸决定。

本实用新型的有益效果为：本实用新型实施例提供了一种适用于摇晃工况的板翅式换热器封头，封头内部液体分配结构由入口挡板、导流圆管和流道分隔板组成。应用时，流体从封头入口进入，通过入口挡板，被均分至各个导流圆管导入被挡板分隔的对应流道区域，从而实现制冷剂进入流道入口的大致均等分配，之后制冷剂进入板翅式换热器，经板片和翅片同另一层流体换热后流出。本实用新型通过在封头内部排布多列管束以及通过在流道区域设置挡板来将之分为若干区域，保证分配到各流道区域的制冷剂分布较为均匀，同时减少了倾斜时造成的各通道入口的流量差异，有效解决了进入流道制冷剂分布不均导致的换热器性能下降的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种适用于摇晃工况的板翅式换热器封头的安装位置示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种适用于摇晃工况的板翅式换热器封头气液分配器结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种适用于摇晃工况的板翅式换热器封头气液分配器结构示意图的喷嘴俯视图；

图4为本实用新型实施例提供的一种适用于摇晃工况的板翅式换热器封头气液分配器结构示意图的入口挡板俯视图；

图5为现有技术中的板翅式换热器封头在倾斜时流体分布示意图；

图6为应用本实用新型实施例提供的一种适用于摇晃工况的板翅式换热器封头在倾斜时流体分布图。

图中：1-封头，2-流道入口，3-流道分隔板，4-导流圆管，5-喷嘴，6-入口挡板，7-分布较少的气流，8-分布较多的气流，9-分布较均匀的气流。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

参见图1和图2，本实用新型实施例中提供了一种适用于摇晃工况的板翅式换热器封头，包括：入口挡板6，流道分隔板3，导流圆管4，喷嘴5。

参见图4，本实用新型实施例中，入口挡板6由铝板或不锈钢板加工而成，与换热器壳体材质保持一致。由于壳体内是大于2MPa的高压空间，管壁厚度需要根据实际压力决定。中间开四个孔，孔径与导流圆管管径相等。入口挡板6 大小同封头入口横截面大小相等。入口挡板6焊接于封头入口底部。

本实用新型实施例中，流道分隔板3由铝板或不锈钢板加工而成，与换热器壳体材质保持一致，隔板厚度由具体使用压力环境决定，宽度与流道宽度相等，高度由封头尺寸决定。3个流道分隔板3焊接在封头壁和两流道夹壁上，将封头底部流道均等分为四个区域。

本实用新型实施例中，导流圆管4由铝板或不锈钢板加工而成，与入口挡板 6材质保持一致。导流圆管4的厚度由具体使用压力环境决定，管径由换热器封头大小及制冷剂流量决定。四根导流圆管4一端分别焊接于入口挡板6的四个孔上，另一端分别对准各个流道区域的中心。

参见图3，本实用新型实施例中，喷嘴5由铝板或不锈钢板加工而成，与导流圆管4材质保持一致。小端直径与导流圆管4直径相等，焊接于导流圆管4 朝向流道区域一段。

如图6所示，在应用时，制冷剂从封头1的流道入口2进入，然后被大致均分，从入口挡板6上的孔洞流入导流圆管中，之后从导流圆管4的另一端喷嘴5 流出，进入相对应的流道区域内，经此过程，流体被各个导流圆管均等分配后进入流道，之后流体进入板翅式换热器，经板片和翅片同另一层流体换热后流出，保证分配到各流道区域的制冷剂分布均匀，如图6中分布均匀的气流9。

本实用新型通过在封头内部排布多列管束以及通过在流道区域设置挡板来将之分为若干区域，保证分配到各流道区域的制冷剂分布较为均匀，同时减少了倾斜时造成的各通道入口的流量差异，有效解决了进入流道制冷剂分布不均导致的换热器性能下降的问题。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

当然，本实用新型还可以有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本实用新型的权利要求的保护范围。