一种碟式换热器的制造方法_2

文档序号:9928214阅读:来源:国知局
流体通道略去外环过渡段的三维示意图;
[0034]图9为图5所示碟式换热板引导线为折线且与半径成一定夹角的示意图;
[0035]图10为图1所示碟式换热器的上、下盖板三维示意图;
[0036]图11为图1所示碟式换热器的蜗壳三维示意图。
[0037]【符号说明】
[0038]10-碟式换热板;
[0039]11-圆形区;12-波峰;13-波谷;14-内环过渡段;15-平直段;16-外环过渡段;17-流体通道引导线;18-流体通道截面曲线;19-碟式换热板出口 ;
[0040]20-上盖板;20’-下盖板;
[0041 ]21-第一流体出入口 ; 22-环形平面区;23-内环肋片;24-外环肋片;
[0042]30-蜗壳;
[0043]31-蜗壳入口 ;32-蜗壳周向通道;33-蜗壳出口段;34-第二流体出入口 ;35-上层环形结构;36-下层环形结构。
【具体实施方式】
[0044]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
[0045]本发明实施例的碟式换热器,其包括蜗壳30、上盖板20、下盖板20’和碟式换热板10,其中,所述碟式换热板10为双面圆形碟状结构,其上表面和下表面的中心部位为圆形区11,圆形区的四周为波纹结构;所述上盖板20和下盖板20 ’为尺寸与碟式换热板10匹配的圆形盖板,其朝向外侧的一面设有流体出入口,其朝向内侧的一面上具有与波纹结构对应的肋片;所述蜗壳30为对称设置的双层环形结构,上层环形结构35和下层环形结构36均设有流体出入口;上盖板20的肋片与碟式换热板上表面的波纹结构形成由内至外的流体通道,该流体通道由蜗壳的上层环形结构35所环绕,并与上层环形结构35内部连通;下盖板20’的肋片与碟式换热板下表面的波纹结构形成由内至外的流体通道,该流体通道由蜗壳的下层环形结构36所环绕,并与下层环形结构36内部连通;流入碟式换热器的冷流体和热流体经圆形区11和流体通道实现热交换,并排出碟式换热器。
[0046]其中,所述碟式换热板10为双面圆形碟状结构,其上、下表面的中心部位为圆形区11,圆形区11沿径向向其四周逐渐过渡,形成一波纹结构,该波纹结构由N个波峰12和N个波谷12围绕圆形区11相间排列而成,波峰12为中间高、两端高度逐渐降低的突起状结构,波纹结构的波峰12和波谷12形成N个波纹型流体通道,流体通道由中心向外、沿径向分为内环过渡段14、平直段15和外环过渡段16,流体通道引导线17为沿径向的直线,流体通道截面曲线18为正弦曲线,波纹结构沿径向向其四周逐渐过渡为平面结构。其中2 < N < 10000。
[0047]其中,所述碟式换热板两面的波纹结构即可完全对称设置,也可以错开一定角度,使两面的流体通道不完全重合,流体沿径向流动,折转少,流体损失小、通流性能好、换热面积大。
[0048]其中,所述圆形区11即可以是平面,也可以采用波纹结构;流体通道引导线17也可以为曲线、折线,其也可以不沿径向而与径向成一定角度;流体通道截面曲线18也可以是折线、圆弧加直线;流体通道平直段的长度可以占流体通道整体长度的5%_95%,从而进一步增大换热面积,提高换热效率。
[0049]碟式换热板10加工方式可以为整体冲压、整体铸造、整体车铣,一体化加工,无焊点不容易泄漏,易于加工,便于拆卸和清洗;或者分块冲压、分块铸造、分块车铣,然后焊接成一体;碟式换热板10的材料可以为高温合金、不锈钢、铝、铜。
[0050]所述上、下盖板20、20’为尺寸与碟式换热板10匹配的圆形盖板,其朝向外侧的一面的中心部位为第一流体出入口 21,第一流体出入口 21四周沿径向排列N个内环肋片23,其尺寸与碟式换热板的内环过渡段14匹配,内环肋片23沿径向四周为环形平面区22,其宽度与碟式换热板的平直段长度相同,环形平面区22沿径向四周为N个外环肋片24,其分别与N个内环肋片23位置正对,尺寸与碟式换热板的外环过渡段16匹配。盖板20的内环肋片23、环形平面区22和外环肋片24分别与碟式换热板的内环过渡段14、平直段15和外环过渡段16相咬合,形成封闭的流体通道,上、下盖板20、20’边缘和碟式换热板的平面结构形成碟式换热板出口 19,上、下盖板20、20,第一流体出入口 21正对碟式换热板的圆形区11。其中
10000ο
[0051 ] 优选地,上、下盖板20、20,直径与碟式换热板10直径相同;上、下盖板20、20 ’内环肋片23和外环肋片24的数量与碟式换热板的波峰数量相同或者多于波峰数量;内环肋片23和外环肋片24可以加强换热器的结构强度,防止长期工作在高温、高压环境下换热器发生变形。
[0052]所述蜗壳30为对称设置的双层环形结构,上层环形结构35和下层环形结构36均设有流体出入口,上、下盖板20、20’和碟式换热板的上、下表面咬合后与蜗壳30密封连接,碟式换热板上、下表面的碟式换热板出口 19分别与上、下层环形结构的蜗壳入口 31光滑连接,蜗壳入口 31连接环状的蜗壳周向通道(32),蜗壳周向通道末段为向外侧偏转的蜗壳出口段33,蜗壳出口段顶端为第二流体出入口 34。
[0053]其中,蜗壳出口段33可以是扩张通道、等截面通道、收缩通道,优选扩张通道,扩张通道可以使气体减速增压,提升从涡轮轴燃气轮机压气机排出气体的压力,而且降低流速还可以减小气体流经换热器产生的流动损失。
[0054]由此可见,本发明的碟式换热器力学性能好、膨胀性能好,可以有效吸收高温、高压下的变形,防止长期工作在高温、高压环境下换热器发生变形和泄漏。
[0055]本发明实施例的碟式换热器工作时,冷流体和热流体分别从上、下盖板20、20’的第一流体出入口 21进入换热器,然后,冷、热流体垂直撞击在碟式换热板两面的圆形区11,并沿半径方向流动,经过流体通道内环过渡段14、平直段15和外环过渡段16,实现冷、热流体之间的热量交换,换热后的流体由碟式换热板出口 19流出碟式换热板10,并经蜗壳入口31进入蜗壳周向通道32并沿圆周方向流动,最后,经蜗壳出口段33并由第二流体出入口 34排出换热器。
[0056]本发明的碟式换热器热交换方式多样,换热效果好。冷流体和热流体的热交换方式包括冲击换热、对流换热、热传导和辐射换热,其中,冷、热流体垂直撞击在碟式换热板上的圆形区11时以冲击换热为主,流经碟式换热板上的流体通道时以对流换热为主。
[0057]优选地,所述碟式换热器可以工作于同向换热模式,即冷、热流体同时由第一流体出入口 21流入换热器、由第二流体出入口 34流出换热器;或同时由第二流体出入口 34流入换热器、由第一流体出入口 21流出换热器。
[0058]优选地,本所述碟式换热器也可以工作于逆向换热模式,即冷流体由第二流体出入口 34进入换热器、由第一流体出入口 21流出换热器,热流体由第一流体出入口 21进入换热器、由第二流体出入口 34流出换热器;反之,热流体由第二流体出入口 34进入换热器、由第一流体出入口 21流出换热器,冷流体由第一流体出入口 21进入换热器、由第二流体出入口 34流出换热器。
[0059]本发明
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