一种高效无管箱板式空冷器及其组合的制作方法

本实用新型属于热交换技术领域，具体涉及一种高效无管箱板式空冷器及其组合。

背景技术：

空冷器为空气冷却器的简称，空冷器是利用空气冷却、冷凝工艺介质的热交换设备。与水冷方式比较，具有空气冷源充足、节省冷却用水、减少环境污染和维护费用低等特点。在石油、化工、冶金、电力、民用空调等领域的应用十分普遍，是一种非常节水的环保型设备。在国民经济的快速发展和世界水资源日益匮乏的情况下，空冷器的使用将越来越广泛。

按照传热元件的不同，空冷器可分为管式、板式两大类，目前传统的空冷器多为管式空冷器。管式空冷器内部的主要传热元件由翅片管束组成，虽然管式空冷器可承受高温高压的工作条件，但由于其换热效率低，节能效果差，占地面积大，且拆卸、维修、不方便而处于被新型板式空冷器不断更新的状态。板式空冷器虽然在3.0MPa下承压能力有限，但其传热元件结构紧凑，传热效率高，正在逐渐被广泛应用于各领域。传统管式空冷器主要由管束、管箱等组成。其中管束为管式空冷器传热的核心部件，由传热管、翅片等组成。其中，管束多为单程，管子较长，单位体积内可容纳的换热面积较小，造成传热效果较低。再者结构不紧凑，占地面积大，建筑成本高对于设备建筑布置要求较高。目前国内已有不同结构的板式空冷器，此种板式空冷器在其板束处上下焊有管箱，工作介质由上管箱分导流入板束进行风冷冷却后，汇集到下管箱后排出。这种带有管箱的板式空冷器，在其单台作业中板片间不能进行流程组合，因存在两管箱，其与无管箱板式空冷器相比，相同体积内可容纳的换热面积较少，且较无管箱板式空冷器减小了换热效率，且焊接量大，除需对板束进行全焊外还要在板束上下侧焊接两个管箱，薄板与厚板焊接时焊接性能不稳定，焊接难度较大，较无管箱的板式空冷器增大了制造成本且影响焊接质量的稳定性。因此，带有管箱的板式空冷器较无管箱的板式空冷器结构不紧凑，相对传热效果差，焊接量大，且不能进行流程组合，空间区域占用率较大。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种传热效率高，结构紧凑、方便组合的高效无管箱板式空冷器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种高效无管箱板式空冷器，包括一组或多组用于热交换的板片束，每一组板片束中包括多个竖直叠加设置、且形状完全相同的热交换板片，各热交换板片上、且位于长边的两端分别对应开设有第一开孔和第二开孔；各第一开孔依次相联通，以形成第一流体通道，各第二开孔依次相联通，以形成第二流体通道；

每一组板片束中，相邻热交换板片间依次且间隔形成流体流道和风冷流道，第一流体通道、流体流道和第二流体通道依次相联通；板片束中，各热交换板片的长边所在的侧面为风冷流道的进风口和出风口，进风口和出风口分别与外界相联通；当包括多组板片束时，多组板片束叠放在一起，且通过第一流体通道或第二流体通道并联或串联连接。

进一步地，该流体流道：为由对应相邻的两个热交换板片外壁之间形成的空间，且两个热交换板片的边缘一周焊接密封连接；对应相邻、且焊接密封连接的两个热交换板片形成一组热交换板片组。

进一步地，该风冷流道：为相邻两组热交换板片组的外壁之间形成的空间，且两对应相邻的热交换板片上的对应位置的第一开孔和第二开孔的边缘一周焊接密封连接。

进一步地，该风冷流道：为由对应相邻的两个热交换板片外壁之间形成的空间，且两个热交换板片上的对应位置的第一开孔和第二开孔的边缘一周焊接密封连接。

进一步地，该各热交换板片的外壁上设置有凹凸纹，在相邻的热交换板片叠放时，凹凸纹突起部分紧密贴合、且相互支撑，凹凸纹的凹下部分间形成交错的流道。

进一步地，该凹凸纹为人字形、十字型或V字形。

进一步地，该热交换板片上，且分别环绕于第一开孔和第二开孔的一周设置有多个相间排布的用于流体导流的凹槽和凸块，且凹槽和凸块的走向均由对应的第一开孔和第二开孔的边缘朝向外侧。

进一步地，该板片束竖直设置于固定板和压紧板之间，且固定板和压紧板之间通过多个横向拉杆固定连接。

进一步地，该板片束放置时，各热交换板片的长边横向或竖向设置。

本实用新型还公开了一种高效无管箱板式空冷器组合，包含上述的多个高效无管箱板式空冷器，多个高效无管箱板式空冷器间通过管路并联或串联连接。

本实用新型一种高效无管箱板式空冷器具有如下优点：1.板片束中相邻热交换板片间依次且间隔形成流体流道和风冷流道，流体介质在流体流道中与相邻侧的风冷流道中的空气进行热交换，由于单位体积内的板片数量多，增大了热交换的面积。并且，流体在流体流道分布均匀，换热效率高。2.可以实现单台内串联或并联，也可以根据工况需求实现多台并联或串联，使得热效率更高。3.相邻热交换板片的四周焊接密封，保证了安全性。4.结构紧凑，减小了空间占用率。可快速方便地局部更换。

附图说明

图1是本实用新型一种高效无管箱板式空冷器中板片束的结构示意图；

图2是本实用新型一种高效无管箱板式空冷器的结构示意图；

图3是本实用新型一种高效无管箱板式空冷器中热交换板片的结构示意图；

图4是本实用新型中单台高效无管箱板式空冷器中多组板片束并联时，流体的进行热交换的流程图；

图5是本实用新型中单台高效无管箱板式空冷器中多组板片束串联时，流体的进行热交换的流程图；

其中：1.板片束；2.热交换板片；3.第一开孔；4.第二开孔5.固定板；6.横向拉杆；7.凹槽；8.凹凸纹；9.压紧板,10.凸块。

具体实施方式

本实用新型一种高效无管箱板式空冷器，如图1所示，包括一组或多组用于热交换的板片束1，每一组板片束1中包括多个竖直叠加设置、且形状完全相同的热交换板片2，各热交换板片2上、且位于长边的两端分别对应开设有第一开孔3和第二开孔4；各第一开孔3依次相联通，以形成第一流体通道，各第二开孔4依次相联通，以形成第二流体通道；

每一组板片束1中，相邻热交换板片2间依次且间隔形成流体流道和风冷流道，第一流体通道、流体流道和第二流体通道依次相联通；板片束1中，各热交换板片2的长边所在的侧面为风冷流道的进风口和出风口，进风口和出风口分别与外界相联通；当包括多组板片束1时，多组板片束1叠放在一起，且通过第一流体通道或第二流体通道并联或串联连接。

上述板片束1间可实现灵活的流程组合，根据工况的需求，可以在单台高效无管箱板式空冷器内实现多组板片束的并联或串联，可以满足不同工况条件下的流程组合，保证了换热效率最大化，以及保证了出口温度的准确值。

该流体流道：为由对应相邻的两个热交换板片2外壁之间形成的空间，且两个热交换板片2的边缘一周焊接密封连接；对应相邻、且焊接密封连接的两个热交换板片形成一组热交换板片组。该风冷流道：为相邻两组热交换板片组的外壁之间形成的空间，且两对应相邻的热交换板片2上的对应位置的第一开孔3和第二开孔4的边缘一周焊接密封连接。流体导入流体流道分布均匀，换热效率高。

该流体介质由第一开孔3流入第一流体通道，行进过程中被导入相邻热交换板片2间对应的流体流道，通过风冷却，流体介质在流体流道中汇集，从第二开孔4流出，进入下一道工序。流体在流体流道的分布均匀，换热效率高。且串联时，流体的流动方向不断改变，产生激化传热，提高了传热效率。

一种高效无管箱板式空冷器，如图3所示，各所述热交换板片2的外壁上间隔设置有凹凸纹8，在所述相邻的热交换板片2叠放时，所述凹凸纹8突起部分紧密贴合、且相互支撑，所述凹凸纹8的凹下部分间形成交错的流道。凹凸纹8为人字形、十字型或V字形。该热交换板片2是由薄金属板通过压型磨具压制而成。两张板片进行叠合后，前面热交换板片2的凹下部分与后面热交换板片2的凸起部分彼此搭接后分别形成介质侧流道和风侧流道。工艺介质在流体流道侧呈网状流动，速度大小和方向不断改变，因而激起工艺介质强烈湍动，使传热效率得到提高。热交换板片2间换热区内的条形支承点数，等于板片上的凹凸条形元件数，由于形成这些大量的支承点，使板片刚性大幅度提高，能承受很高的内压力。两热交换板片2叠合后进行缝焊形成密闭结构从而合为一组，即形成流体流道。前一热交换板片2的凹下部分与后一热交换板片2的凸起部分彼此搭接贴合，前一热交换板片2的凸起部分与后一热交换板片2的凹下部分形成流体流道，流体流道间隔、交错设置，流体进入后便可强制湍流，迅速提高换热效率，且热交换板片2很薄，使其传热速率快，这样大幅提高了热交换效率同时可承受高温高压。同时，凹凸纹8使热交换板片2间形成多个支承点，热交换板片2的刚性提高，能够承受流体流动时对两侧产生的内压力。

本实用新型一种高效无管箱板式空冷器，该热交换板片2上，且分别环绕于第一开孔3和第二开孔4的一周设置有多个相间排布的用于流体导流的凹槽7和凸块10，且所述凹槽7和凸块10的走向均由对应的第一开孔3和第二开孔4的边缘朝向外侧。流体在进入流体流道时，进入凹槽7，通过凹槽7导流，使流体覆盖整个流体流道。同时，凸块10间形成相互支撑。

本实用新型一种高效无管箱板式空冷器中，如图2所示，板片束1竖直设置于固定板5和压紧板9之间，且固定板5和压紧板9之间通过多个横向拉杆6固定连接。固定板5和压紧板9均通过法兰与外部流体相联通。该高效无管箱板式空冷器可快速与工艺介质管道相连接，并投入使用。并且结构紧凑，减小了空间占用率。

本实用新型一种高效无管箱板式空冷器，板片束1放置时，各热交换板片2的长边横向或竖向设置。当热交换板片2的长边横向设置时，第一开孔3和第二开孔4左右设置。当热交换板片2的长边竖向设置时，第一开孔3和第二开孔4上下设置。

如图4所示，为本实用新型中，单台高效无管箱板式空冷器内的板片束的并联连接，流体和空气进行热交换的具体流程如下：流体A导入由多个第一开孔3形成的第一流体通道，同时，冷空气C从进风口导入，与流体A进行热交换，得热空气D，由出风口排出。流体A在行进过程中，均匀流入多个流体流道中，与空气进行热交换，冷却后的流体在第二开孔处4汇集，得冷却后的流体D，由第二流体通道流出。

如图5所示，为本实用新型中，单台高效无管箱板式空冷器内的板片束的串联连接，流体和空气进行热交换的具体流程如下：流体E导入由多个第一开孔3形成的第一流体通道，同时，冷空气G从进风口导入，与流体E进行热交换，得热空气H，由出风口排出。流体E在行进过程中，均匀流入多个流体流道中，与冷空气进行第一次热交换，第一次冷却后的流体在第一组板片束的第二开孔处4汇集，由第一组板片束的第二流体通道导入第二组板片束的第二流体通道，导入的第一次冷却后的流体在行进过程中，分配至第二组板片束中的流体流道，同时，冷空气G从进风口导入，得热空气H，由出风口排出。冷空气G与第一次冷却后的流体进行热交换，第二次冷却后的流体在第二组板片束中的第一开孔3处汇集，得冷却后的流体F，由第二组板片束中的第一流体通道流出。

本实用新型公开了一种高效无管箱板式空冷器组合，包含上述的多个高效无管箱板式空冷器，多个高效无管箱板式空冷器间通过管路并联或串联连接。在实际使用时，如果需要更换其中一台时，只需将进出口总阀门关闭，快速拆下有问题的高效无管箱板式空冷器的连接螺栓，可快速方便地局部更换。

本实用新型高效无管箱板式空冷器，在实际使用时，可进行灵活的流程组合，根据工况的要求，可实现单台内板片束1的串联与并联的流程组合；根据设备总阻力降的要求，可实现将高效无管箱板式空冷器多台并联与串联的流程组合。这样既可以满足各种工况条件下的流程组合，也可以使其换热效率最大化。