一种两级弧形板壳式换热器的制作方法

本发明涉及换热设备技术领域，具体涉及一种两级弧形板壳式换热器。

背景技术：

板壳式换热器具有传热系数高、结构紧凑、等诸多优点,并且随着结构的改进和大型化制造技术的提高, 板壳式换热器的应用日益受到人们的重视。现有板壳式换热器主要主要不足是仅为为两种冷热介质进行热交换，当一种介质需要对另外外两种不同介质进行换热，就要两台设备进行换热，这样要通过管道连接，造成整个装置设备投资大，且占地面积大。板壳式换热器主要不足为壳体空间利用率低，设备体积大。

技术实现要素：

本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种两级弧形板壳式换热器，可实现一种热介质与两种冷介质进行换热或一种冷介质与两种热介质进行换热，具有壳体空间利用率高，压降小，传热效率高，可拆分、易检修的优点。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种两级弧形板壳式换热器，包括两个相互串联的换热模组；

所述的换热模组包括壳体以及对称设置在壳体轴线两侧的两组弧形换热板，每组弧形换热板均由自壳体中心由内向外直径依次增大的多个弧形换热板组成，相邻的弧形换热板的相应边缘之间密封连接，从而在多个弧形换热板之间形成间隔设置的第一流体流道和第二流体流道；所述第一流体流道为沿壳体轴线方向的直线流道；所述第二流体流道为沿圆周方向的弧形流道；所述两组弧形换热板之间的区域由一个沿壳体轴向设置的中心管分隔为分别与壳体上设置的第二流体的进口和出口连通的进口汇集腔和出口汇集腔，换热模组的多个第二流体流道的进口端汇聚至进口汇集腔，其出口端汇聚至出口汇集腔。所述壳体与位于最外层的两个弧形换热板之间均具有沿壳体轴向设置的侧挡板，两个侧挡板将壳体与换热板组件之间的环隙分隔为分别连通至进口汇集腔和出口汇集腔的两个腔室；

所述壳体的头端内壁与换热模组的最外层弧形换热板之间设置有环形端部连接板，端部连接板与壳体内壁和弧形换热板之间均密封连接，壳体的侧壁上对应进口汇集腔和出口汇集腔分别设置有介质进口和介质出口；

两个换热模组的尾端对接串联在一起，其中，两个换热模组之间通过模组连接套管相对接，两个换热模组的中心管通过中心管连接套管相对接，且所述模组连接套管外壁还设置有环形隔板，将两个换热模组的介质进口以及两个换热模组的介质出口相隔离；

两个换热模组的的直线流道串联后形成介质一流道，其中一个换热模组的弧形流道为介质二流道，另外一个换热模组的弧形流道为介质三流道。

作为本发明一种两级弧形板壳式换热器的进一步优化：位于介质一流道末端的中心管内设置有蝶阀。

作为本发明一种两级弧形板壳式换热器的进一步优化：所述的端部连接板通过壳体上的内法兰与壳体密封连接。

作为本发明一种两级弧形板壳式换热器的进一步优化：所述的端部连接板为带有折边的柔性连接板。

作为本发明一种两级弧形板壳式换热器的进一步优化：所述的模组连接套管为波纹金属管。

作为本发明一种两级弧形板壳式换热器的进一步优化：所述壳体的尾端设置有外法兰，外环形隔板与壳体之间通过法兰连接。

有益效果

1、本发明的两级弧形板壳式换热器，可实现一种热介质与两种冷介质进行换热或一种冷介质与两种热介质进行换热，并且流体流动阻力小，压降小可使泵或风机动力消耗减少，适合大流量工况应用，操作费用低。

2、本发明的两级弧形板壳式换热器，由于圆弧板对流体离心力的作用，在同样流速的条件下其传热系数为与两级管壳式换热器的1.1～1.3倍。

3、本发明的两级弧形板壳式换热器， 由于采用圆弧板筒形结构，其承压能力板壳平板式换热器高。

4、本发明的两级弧形板壳式换热器，可将圆柱形换热模块置于圆壳体中，与两级板壳式换热器的立方体置于圆壳体中相比，壳体的空间利用率高，单位体积的换热面积更大，其结构更为紧凑。

5、本发明的两级弧形板壳式换热器，换热模块可以从壳体中抽离出来，方便清洗、检修。

附图说明

图1为本发明两级弧形板壳式换热器的内部结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为本发明两级弧形板壳式换热器的壳体的结构示意图；

图4为本发明两级弧形板壳式换热器的换热模组的结构示意图；

图5为本发明两级弧形板壳式换热器（模组连接套管为波纹金属管）的内部结构示意图；

图中标记：1、壳体，2、弧形换热板，3、中心管，4、侧挡板，5、端部连接板，6、模组连接套管，7、中心管连接套管，8、环形隔板，9、蝶阀，10、内法兰，11、介质二进口，12、介质二出口，13、介质三进口，14、介质三出口，15、介质一进口，16、介质一出口，17、外法兰。

具体实施方式

如图所示：一种两级弧形板壳式换热器，包括两个相互串联的换热模组；所述的换热模组包括壳体1以及对称设置在壳体1轴线两侧的两组弧形换热板2，每组弧形换热板2均由自壳体1中心由内向外直径依次增大的多个弧形换热板2组成，相邻的弧形换热板2的相应边缘之间密封连接，从而在多个弧形换热板2之间形成间隔设置的第一流体流道和第二流体流道；所述第一流体流道为沿壳体1轴线方向的直线流道；所述第二流体流道为沿圆周方向的弧形流道；所述两组弧形换热板2之间的区域由一个沿壳体1轴向设置的中心管3分隔为分别与壳体1上设置的第二流体的进口和出口连通的进口汇集腔和出口汇集腔，换热模组的多个第二流体流道的进口端汇聚至进口汇集腔，其出口端汇聚至出口汇集腔。所述壳体1与位于最外层的两个弧形换热板2之间均具有沿壳体1轴向设置的侧挡板4，两个侧挡板4将壳体1与换热板组件之间的环隙分隔为分别连通至进口汇集腔和出口汇集腔的两个腔室；所述壳体1的头端内壁与换热模组的最外层弧形换热板2之间设置有环形端部连接板5，端部连接板5与壳体1内壁和弧形换热板2之间均密封连接，端部连接板5通过壳体1上的内法兰10与壳体1密封连接，端部连接板5可以为带有折边的柔性连接板。壳体1的侧壁上对应进口汇集腔和出口汇集腔分别设置有介质进口和介质出口；两个换热模组的尾端对接串联在一起，其中，两个换热模组之间通过模组连接套管6相对接，模组连接套管6为波纹金属管，可以缓解温差应力，解决壳体与换热模块的热膨胀问题。两个换热模组的中心管3通过中心管连接套管7相对接，且所述模组连接套管6外壁还设置有环形隔板8，将两个换热模组的介质进口以及两个换热模组的介质出口相隔离。壳体1的尾端设置有外法兰17，环形隔板8与壳体1之间通过外法兰17连接；两个换热模组的的直线流道串联后形成介质一流道（介质一进口15和介质一出口16），其中一个换热模组的弧形流道为介质二流道（介质二进口11和介质二出口12），另外一个换热模组的弧形流道为介质三流道（介质三进口13和介质三出口14）。位于介质一流道末端的中心管3内设置有蝶阀9。

本发明两级弧形板壳式换热器的工作原理为：壳体的两端开口为第一种介质的进口和出口，壳体的两侧对应换热模块侧开口位置设置有介质二、介质三两种不同介质进口管和出口管。介质一由壳体端部的介质一进口管入在弧形板式换热器模块，沿壳体轴线从另一端的介质一出口流出；介质二与介质三分别从壳体的一侧的介质二进口管、介质三进口管进入通过弧形板式换热模块，从壳体另一侧的介质二出口管、介质三出口管流出，从而完成一种热介质与两种冷介质或者一种冷介质与两种热介质的热量交换。所述中心管流体出口端方向设置有一蝶阀，可对换热量进行调节。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。