一种新型全焊接板壳式换热器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种板壳式换热器，尤其是涉及一种新型全焊接板壳式换热器。
【背景技术】
[0002]换热器是一种十分重要的热量交换设备，实现不同温度的多种介质之间的热量传递，它能在很大程度上提高能源的利用率，广泛应用于石油、化工、冶金、电力、制冷及食品等行业。随着能源需求的快速增长，各行业的产业规模也在逐步扩大，也就给各种设备带来了挑战，相同的工况，规模加大后，设备也将同时增大，继而带来占地、制造、安装维修等一系列的困难。所以，如何实质性的增加换热器的换热效率是一个重要的课题。
[0003]目前应用最成熟的换热器型式是管壳式换热器，创新在常规管壳式换热器的基础上，出现了如螺旋槽纹管换热器、管内插入物换热器、折流杆式换热器、管翅式换热器等新型式，它们的主要原理是通过增加单侧流体的扰动从而增加换热效率，在提高换热效率的同时压降大大增加，并且复杂不通透的结构也不便于清洗;另外，板壳式换热器是一种效率更高的设备，包括含有凹槽的换热板及壳体，壳体充当压力容器，两侧通道均很小，从而两侧流体均实现了扰动，它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑、占地面积小等特点，相比于含橡胶等垫片式板式换热器，它能承受更高的压力以及能耐腐蚀，但是为了实现高的换热效率，其板片与板片间隙很小，且含触点，清洗很不方便，因此限定了该类型换热器只能用于两侧介质均很清洁的工位。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种换热效率高、压降可调、清洗方便、体积小、结构灵活的新型全焊接板壳式换热器。
[0005]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]—种新型全焊接板壳式换热器，包括壳体、换热板对主体以及设置在壳体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安装在壳体内，由换热板对构成，所述的换热板对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，各换热板对之间及其与壳体之间形成壳程腔体，供壳程换热流体流通，所述的换热板对主体为长方体结构或圆柱体结构。
[0007]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。
[0008]所述的长方体结构由多对相同尺寸的方形换热板对平行排布而成；
[0009]所述的圆柱体结构为平行圆柱体结构或螺旋圆柱体结构，所述的平行圆柱体结构由多对长度相同的换热板对平行排布而成，不同位置的换热板对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；
[0010]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，其整体呈圆柱体状。[0011 ]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。
[0012]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。
[0013]所述的换热板对内部焊缝条数大于或等于I，当焊缝条数为I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，换热板对另一端封口，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；
[0014]当焊缝条数大于I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。
[0015]所述的长方体结构和平行圆柱体结构中，各换热板对之间设有条形的换热板对固定件，换热板对固定件上设有多个卡槽，所述的换热板对的间距通过其在换热板对固定件对应卡槽的位置进行调节，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。
[0016]所述的螺旋圆柱体结构中，所述的换热板对两端的外沿设有舌片，通过舌片上的定位孔将换热板对固定在壳体上。
[0017]该换热器还包括膨胀节，所述的膨胀节设置在板程换热流体入口或壳程换热流体入口处，为弹性补偿元件。
[0018]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0019](I)从本质上强化换热效果，提高换热效率，减小占地面积:
[0020]焊接触点和凹凸不平的换热板对表面增加了换热板对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，大大强化换热板对内外的传热；同时对于有气态的流体，换热板对间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。
[0021](2)结构灵活多变，可根据工况设计:
[0022]利用了换热板对主体灵活的结构形式及特殊的成型方式，可根据换热流体的温度、压力、压降要求、换热要求以及换热流体的状态，综合调整加强换热的扰动与压降要求、换热流体状态与形式等细节设计，最终可将换热器设计为与管壳式类似的圆柱形、长方体或正方体、螺旋板圆柱形等形式。
[0023](3)多流程、多股流换热，增加换热面积，换热系统更加紧凑:
[0024]对于换热板对，通过焊接触点将换热板对板程腔体分割为多个流程，可以实现多流程设计，从而增加单位体积内的换热面积;对于整个换热板对主体，通过设置不同换热板对的板程换热流体入口和板程换热流体出口，将不同的换热流体分离，独立进入各自的板程腔体，实现多股流换热，使换热系统更加紧凑，能量回收利用率高。
[0025](4)可实现至少单侧较低压降:
[0026]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。如附图9所示是某个实际应用工位，采用管壳式及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。
[0027](5)设备本体能实现气液分离，无需附加分离器:
[0028]常规的板壳式换热器基本无法实现气液分离，在换热结束时同时含气液两相的工况，一般在流体流出换热器后，需要增加气液分离器进行气液分离，本新型换热器虽为板式换热器，但其结构拥有管壳式换热器的优点，即可以在设备内实现气液分离，无需增加额外的气液分离器，简化了换热过程。
[0029](6)不易结垢，拆卸清洗方便:
[0030]由于触点存在，且流体流动形式为湍流，由此产生壁面剪切力较大，使换热器本身有了自清洁功能;此外，即使长时间使用后，有了一定程度的结垢，整个换热板束可以从壳体中拆卸出来进行清洗，壳程间距较大且可通过换热板对固定件调整，清洗很方便。
【附图说明】
[0031]图1为本实用新型传热板对的局部剖面结构示意图；
[0032]图2为本实用新型传热板对的多流程设计示意图；
[0033]图3为本实用新型传热板对的多股流设计示意图；
[0034]图4为本实用新型全焊接板壳式换热器的整体结构示意图；
[0035]图5(a)为管壳式换热器俯视示意图；
[0036]图5(b)为本实用新型全焊接板壳式换热器的圆柱形结构俯视示意图；
[0037]图6为本实用新型全焊接板壳式换热器的螺旋板结构示意图；
[0038]图7为本实用新型全焊接板壳式换热器的螺旋板结构俯视图；
[0039]图8为本实用新型全焊接板壳式换热器的方形结构示意图；
[0040]图9为某实际工况下，管壳式换热器与本实用新型换热器的压降比较；
[0041 ] 附图标号:
[0042 ] a、焊接触点;b、板程腔体;c、壳程腔体；
[0043]N1、板程换热流体入口 ；N2、板程换热流体出口 ；N3、壳程换热流体入口 ；N4、壳程换热流体气相出口 ；N5、壳程换热流体液相出口 ；
[0044]1、壳体;2、换热板对固定件;3、换热板对;4、膨胀节;5、第一支架;6、第二支架;7、换热板对主体;8、换热管;9、固定管板;10、外层边缘焊缝;11、内层焊缝;12、板内换热流体接管。
【具体实施方式】
[0045]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
[0046]实施例1
[0047]如图4所示，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I上的板程换热流体入口 N1、板程换热流体出口 N2、壳程换热流体入口 N3、壳程换热流体气相出口N4和壳程换热流体液相出口N5。所述的换热板对主体7安装在壳体I内，由换热板对3构成，如图1所示，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b，供板程换热流体流通，各换热板对3之间及其与壳体I之间形成壳程腔体C，供壳程换热流体流通，所述的换热板对3中，所述的触点焊接方式为所述的焊接触点的焊接方式为点形焊接，触点的存在使板程换热流体在板程腔体b中迂回流动。
[0048]如图2所示，当设备占地面积特别有限的情况下，为了进一步提高换热效率，减小换热面积，可以通过增加一条内层焊缝11，使板程换热流体在板程内呈“U”型流动，板程换热流体入口 NI和板程换热流体出口 N2设置在换热板对同一端，换热板对另一端封口，