封口，板程换热流体从板程换热流体入口 N1流至换热板对另一端后，反方向折流，从板程换热流体出口 N2流出，从而实现双流程换热；当压力较高，介质毒性较大时，为了更加保险，可以增加外层边缘焊缝10。而当工况换热程度更深时，可设置多条交错的内层焊缝11，在板程腔体b内形成蛇形流道，即多个U型流道依次反向联接，板程换热流体经过多次折流，走过多流程。内层焊缝11的导流作用使得板程换热流体入口 N1和板程换热流体出口 N2中的换热流体不会混合在一起。
[0049]与没有设置内层焊缝11的单流程的换热板对相比，采用折流方式以后，换热效率提高了 20%?50%，且各流程相互紧靠，占据空间小，空间利用率高、结构紧凑，安装方便，结构稳定性强。
[0050]焊接触点a和凹凸不平的换热板对表面增加了换热板对3两侧壳程换热流体的扰动，从而加快了壳程换热流体流速；由于换热板对3的两片板之间有触点，使板程换热流体的流动形式呈湍流状态，能加大板程换热流体的扰动，大大强化换热板对3内外的传热；同时对于有气态的流体，换热板对3的凹凸不平腔体能够强化气体的扰动，较大程度地增大了含气侧换热(气体传热效率一般较低)。越高的换热效率，意味着达到同样的换热效果所需的换热面积越小，这样不仅减小了设备的占地面积，同样减少了设备的安装、维护清洗等的难度。
[0051]如图5(b)所示，本实施例中，换热板对主体7为圆柱体结构，所述的圆柱体结构由多对长度相同的换热板对3平行排布而成，不同位置的换热板对3的宽度变化呈从两侧向中间逐渐增加的趋势，形成截面呈圆形的换热板对主体7。各换热板对3之间设有条形的换热板对固定件2，换热板对固定件2上设有卡槽，换热板对3的板内间距和板外间距通过换热板对3插在换热板对固定件2上卡槽的位置调节，根据各种工况下流体流量、压降要求以及流体物性清洁程度等要求调节，通过增大间距，可使清洗更方便。
[0052]如图5 (a)所示，传统的管壳式换热器通常为圆柱形结构，截面为圆形，换热管8通过固定管板9固定在换热器中。本实施例的新型板壳式换热器相当于将管壳式换热器截面同一弦长上排列的换热管8替换为一个换热板对3，由此相同长度、不同宽度的若干个换热板对3组成了一个换热板对本体7，在提高换热效率的同时，区别于常规管壳式换热器，它减少了独立腔体和通道个数，更利于设备的整体稳定。
[0053]如图4所示，壳程换热流体由壳程换热流体入口 N3进入，走壳程腔体c，与从板程换热流体入口 N1进入的板程换热流体进行逆流换热；对于同一侧含有气液两相的换热，若是冷凝，则形成的冷凝液在重力作用下往换热器下部流动，从壳程换热流体液相出口 N5出，不凝性气体由壳程换热流体气相出口 N4出，这样就使冷凝液和不凝性气体分离开来；若是蒸发，则形成的蒸气往上走，从壳程换热流体气相出口 N4 口，未蒸发完余液从壳程换热流体液相出口 N5出，同样与常规管壳式换热器一样完成了气液分离，无需额外加分离器；对于换热过程同侧为单一相且无相变的换热过程，板程流体依然从板程换热流体入口N1进，板程换热流体出口 N2出，壳程流体从壳程换热流体入口 N3进，壳程出口的流体若是液体，则从壳程换热流体液相出口 N5出，气体则从壳程换热流体气相出口 N4出。
[0054]该换热器还包括膨胀节4，所述的膨胀节4设置在换热流体入口处，为弹性补偿元件，起到补偿轴向变形的作用；当换热板对主体7和壳体1由于温差和压力作用变形不一致时，能吸收变形能，自动调节壳体1和换热板对主体7中的应力大小，消除附加热应力，可实现逆流、顺流等换热过程。
[0055]根据不同的工况要求，可以灵活调节换热板及板对束的结构参数，达到不同程度的换热效果。由于整个结构较通透，并且可以根据流体流量和介质物性调整流体通道，能达到很低的压降。图9是某个实际应用工位，采用管壳式及本发明的新型板式换热器实现的压降区别。如果既需要实现单侧较低压降，又需满足较大的换热要求时，可通过增大低压降侧通道大小，减小另一侧通道大小或同时将该侧设计为多流程，由此平衡两侧压降和换热的矛盾。
[0056]本实施例换热器的摆放形式可为立式、卧式或倾斜摆放中的一种，根据工况要求进行调整。
[0057]实施例2
[0058]如图8所示，本实施例中，新型全焊接板壳式换热器的换热板对主体7为长方体结构，所述的长方体结构由多对相同尺寸的方形换热板对3平行排布而成，组成板束的换热板对具有相同的尺寸，板程内换热流体通过板内换热流体接管12进入板程腔体b，壳程换热流体可以根据物料特性及换热要求，从任意方位进入壳程腔体c，可以实现逆流、顺流、交叉流换热。
[0059]其余与实施例1相同。
[0060]实施例3
[0061]如图6、图7所示，本实施例中，换热板对主体7为螺旋圆柱体结构，所述的螺旋圆柱体结构为一对截面呈螺旋状的卷板换热板对3，其整体呈圆柱体状。螺旋圆柱体结构中，所述的换热板对3两端的外沿设有舌片，通过舌片上的定位孔将换热板对3固定在壳体1上。板程换热流体从板程换热流体入口 N1进入，流经整个换热板对3板程腔体b后，从板程换热流体出口 N2出。壳程换热流体从壳程换热流体入口 N3轴向进入，轴向流经整个壳程空间；或从中心进，边缘流出，环状流经整个壳程空间；或从边缘进，中心流出，环状流经整个壳程空间。
[0062]其余与实施例1相同。
[0063]实施例4
[0064]本发明新型全焊接板壳式换热器，可以实现多股流换热，如图3所示，板程腔体b可流通不同的多股换热流体，通过设置多对板程流体入口 N1和板程流体出口 N2，对应不同的换热板对3，将不同的换热流体分离，独立进入各自的板程腔体c完成换热，从而实现多股流换热，使得换热系统更加紧凑，能量回收利用。该结构均适用于实施例1、2中的换热器。
【主权项】
1.一种新型全焊接板壳式换热器，包括壳体(1)、换热板对主体(7)以及设置在壳体(1)上的板程换热流体入口、板程换热流体出口、壳程换热流体入口、壳程换热流体气相出口和壳程换热流体液相出口，其特征在于，所述的换热板对主体(7)安装在壳体(1)内，由换热板对(3)构成，所述的换热板对(3)由两块金属板通过焊接多个触点形成板程腔体，供板程换热流体流通，各换热板对(3)之间及其与壳体(1)之间形成壳程腔体，供壳程换热流体流通，所述的换热板对主体(7)为长方体结构、圆柱体结构或螺旋圆柱体结构中的一种。2.根据权利要求1所述的一种新型全焊接板壳式换热器，其特征在于，所述的换热器的摆放形式为立式、卧式或倾斜摆放中的一种。3.根据权利要求1所述的一种新型全焊接板壳式换热器，其特征在于，所述的长方体结构由多对相同尺寸的方形换热板对(3)平行排布而成；所述的圆柱体结构由多对长度相同的换热板对(3)平行排布而成，不同位置的换热板对(3)的宽度变化呈从两侧向中间逐渐增加的趋势，形成截面呈圆形的换热板对主体(7); 所述的螺旋圆柱体结构为一对截面呈螺旋状的卷板换热板对(3)，其整体呈圆柱体状。4.根据权利要求1所述的一种新型全焊接板壳式换热器，其特征在于，所述的板程换热流体入口和板程换热流体出口至少设有一对，当板程换热流体入口和板程换热流体出口设置一对时，为单股流换热；当板程换热流体入口和板程换热流体出口设置多对时，换热板对主体(7)分成多个模块，每个模块连接一对板程换热流体入口和板程换热流体出口，每个模块的板程中通过一股板程换热流体，实现多股流换热。5.根据权利要求1所述的一种新型全焊接板壳式换热器，其特征在于，所述的换热板对内部焊有焊缝，在板程腔体内形成弯折形流道，板程换热流体从板程换热流体入口流入后，经过折流，从板程换热流体出口流出。6.根据权利要求5所述的一种新型全焊接板壳式换热器，其特征在于，所述的换热板对内部焊缝条数大于或等于1，当焊缝条数为1时，板程腔体为U型流道，板程换热流体入口和板程换热流体出口设置在换热板对同一端，板程换热流体从板程换热流体入口流至换热板对另一端后，反方向折流，从板程换热流体出口流出。7.根据权利要求5所述的一种新型全焊接板壳式换热器，其特征在于，当焊缝条数大于1时，各焊缝交错设置，板程腔体为蛇型流道，板程换热流体入口和板程换热流体出口设置在换热板对同一端或不同端，板程换热流体从板程换热流体入口流入后，经过多次折流，从板程换热流体出口流出。8.根据权利要求1所述的一种新型全焊接板壳式换热器，其特征在于，所述的长方体结构和圆柱体结构中，各换热板对(3)之间设有条形的换热板对固定件(2)，换热板对固定件(2)上设有多个卡槽，所述的换热板对(3)的间距通过其在换热板对固定件(2)对应卡槽的位置控模型进行调节，根据各种工况下流体流量、压降要求以及流体物性清洁程度等要求调节。9.根据权利要求1所述的一种新型全焊接板壳式换热器，其特征在于，所述的螺旋圆柱体结构中，所述的换热板对(3)两端的外沿设有舌片，通过舌片上的定位孔将换热板对(3)固定在壳体⑴上。10.根据权利要求1所述的一种新型全焊接板壳式换热器，其特征在于，该换热器还包括膨胀节(4)，所述的膨胀节(4)设置在换热流体入口处，为弹性补偿元件，起到补偿轴向变形的作用；当换热板对主体(7)和壳体(1)由于温差和压力作用变形不一致时，吸收变形能，自动调节壳体(1)和换热板对主体(7)中的应力大小。
【专利摘要】本发明涉及一种新型全焊接板壳式换热器，包括壳体(1)、换热板对主体(7)以及设置在壳体(1)上的板程换热流体入口、板程换热流体出口、壳程换热流体入口、壳程换热流体气相出口和壳程换热流体液相出口，所述的换热板对主体(7)安装在壳体(1)内，由换热板对(3)构成，所述的换热板对(3)由两块金属板通过焊接多个触点形成板程腔体，供板程换热流体流通，各换热板对(3)之间及其与壳体(1)之间形成壳程腔体，供壳程换热流体流通，所述的换热板对主体(7)为长方体结构、圆柱体结构或螺旋圆柱体结构中的一种。与现有技术相比，本发明具有换热效率高、占地面积小、结构灵活多变、换热面积大、换热系统紧凑、压降低的优点。
【IPC分类】F28F3/04, F28D9/00
【公开号】CN105258536
【申请号】CN201510669975
【发明人】李凤清, 傅建敏
【申请人】德艾柯工程技术（上海）有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月13日