一种板式气气热交换器的制作方法

本发明涉及余热回收节能设备技术领域，尤其是一种新型板式气气热交换器，可应用于电站锅炉、工业加热炉、裂解炉等。

背景技术：

热交换器传热方式主要分为三种：热传导、对流和辐射。气气热交换器是属于对流导热方式， 热量从物体内温度较高的部分传递到温度较低的部分或者传递到与之接触的温度较低的另一物体的过程称为热传导，简称导热。气气热交换器就是温度高的气体传递热量给温度低的空间的设备。

目前电站锅炉所采用的气气热交换器以管式、翅片管式为主。其空气走管内，烟气通过风机吹掠管道从而实现换热。烟气与空气之间采用错流换热。但这种气气热交换器换热能力差，需要消耗大量的管材，占地面积大，而且由于烟气与换热管是垂直接触，导致流阻增加，容易积灰并且换热管磨损加大，影响空气预热器的寿命。

传统波纹板式热交换器(heat-exchangers of the plate type)是由冲压成形的凹凸不锈钢板组成。两相临板片之间的凹凸纹路成180度相对组合，因此板式热交换器两板片之间的凹凸脊线形成了交错的接触点，将接触点以真空焊接方式结合后，就形成了板式热交换器的耐高压交错流通结构，这些交错的流通结构使得板式热交换器内的冷热流体产生强烈紊流而达到高换热效果。板式热交换器是由一组波纹金属板组成，板上有四个角孔，供传热的两种液体通过。金属板片安装在一个侧面有固定板和活动压紧板的框架内，并用夹紧螺栓夹紧。板片上装有密封垫片，将流体通道密封，并且引导流体交替地流至各自的流道内，形成热交换。流体的流量，物理性质，压力降和温度差决定了板片的数量和尺寸。波纹板不仅提高了湍流程度，并且形成许多支承点，足以承受介质间的压力差。金属板和活动板压紧板悬挂在上导杆，并由下导杆定位，而杆端则固定在支撑柱上。

现有技术中，对板式气气热交换器的报道较少，而板式热交换器具有结构紧凑，占地面积小，传热效率高等特点，传统板式热交换器虽然结构紧凑，但是流道复杂，烟气侧与空气侧流动阻力都很大，而且烟气侧易积灰阻塞流道，同时传统低温板式热交换器需要橡胶圈密封、或弹簧条压紧，或采用焊接结构，不适用与高温烟气换热，将传统板式热交换器引入电站作为空气预热器中使用肯定是不适用的，所以需要开发一种新型板式气气热交换器，可应用于电站锅炉、工业加热炉、裂解炉等领域。

技术实现要素：

本发明目的在于为克服现目前翅片管式、管式空气预热器或其它形式的板式气气热交换器的换热能力差，易积灰，流动阻力大这些缺点，从而提供一种板式气气热交换器，该板式气气热交换器具有结构紧凑、换热面积增大，烟气走类椭圆直通道，降低了烟气侧流动阻力，同时不易磨损管壁，不易积灰阻塞，即使积灰也便于清理，空气走板间波纹通道，湍流度增强，提高了传热效率，且结构简单、生产成本低。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种板式气气热交换器，包括波纹板换热芯体、板式气气热交换器外壳、第一气体介质进出口管路、第二气体介质进出口管路；所述的波纹板换热芯体设于板式气气热交换器外壳内，波纹板换热芯体的上下端设有第一气体介质进出口管路，波纹板换热芯体的左右两侧设有第二气体介质进出口管路；

所述波纹板是由平板冲压形成平面区、板片内部平面区和波纹区组成；

所述波纹板换热芯体由多组板束按照两相邻板束以波纹板在平面区叠放后焊接在一起的形式，波峰对波峰叠加，波谷对波谷叠加，板束内部形成第一气体介质类椭圆管状通道，两相邻板束之间在平面区叠放后焊接形成第二气体介质壳程通道。

进一步的，所述板束内部形成的第一气体介质类椭圆直通道，是与第一气体介质进、出口管路连通。

进一步的，所述两相邻板束之间在平面区叠放后焊接形成第二气体介质壳程通道，是与第二气体介质进、出口管路连通。

进一步的，第一气体介质与第二气体介质错流交换热量。

进一步的，所述第一气体介质是烟气，第二气体介质是空气。

进一步的，波纹板内部设有板片内部平面区，两相邻板束通过板片内部平面区叠放，起到加强筋的作用，支撑整个空预器结构。

进一步的，两相邻波纹板换热芯体之间通过焊接金属膨胀节互相连接。该金属膨胀节可在工作状态下吸收波纹板换热芯体的热膨胀。

本发明优点是：

（1）克服了目前管式、管翅式空气热交换器的缺点，换热效率大幅提高，结构紧凑，占地面积小，耐高温高压，使用寿命长；

（2）本发明板式气气热交换器烟气走椭圆直通道，流动阻力小，而且不易沾灰即使沾灰也很容易清灰。

（3）本发明板式气气热交换器，板束通过自身平面区焊接，无需添加边条，焊接量小，结构简单。

（4）本发明板式气气热交换器，投资成本小，成本低，生产工艺简单，并且易于组成模块，安装方便；

（5）本发明板式气气热交换器，不仅适用气-气换热，也适用于气-液、液-液换热，可以应用于食品、酿造、机械、化工、石油、动力、冶金、电力、船舶等热交换领域。

附图说明

图1 本发明实施例中结构示意图。

图2 本发明实施例中波纹板片主视图。

图3 本发明实施例中波纹板片俯视图。

图4 本发明实施例中换热板束叠放示意图。

图5 本发明实施例中板束芯体连接示意图。

图6 本发明实施例中波纹板片波形形状图。

图7 本发明实施例中空气侧端板焊接示意图。

附图标注：

1-波纹板换热芯体； 2-板式气气热交换器外壳；3-烟气出口管路； 4-空气出口管路；3´-烟气进口管路； 4´-空气进口管路；5-板束； 6-类椭圆管状通道；7-空气壳程通道； 8-波纹板片；9-上平面区，9´-下平面区；10-左平面区；10´-右平面区； 11-波纹区；12-波峰； 13-波谷；14-板片内部平面区； 15-金属膨胀节；16-上波纹，16’-下波纹；17-板束与管板之间的焊缝。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明。

参照图1，一种板式气气热交换器，包括：包括波纹板换热芯体1、板式气气热交换器外壳2、烟气出口管路3，烟气进口管路3'、空气出口管路4，空气出口管路4'。参照图2、图3和图6，波纹板片8是由平板冲压而成，形成上平面区9和下平面区9'，左平面区10和右平面区10'，板片内部平面区14和波纹区11，波纹区的波纹由上波纹16和下波纹16’组成，波纹形状为双曲线，板束5通过左平面区10和右平面区10'对叠焊接形成类椭圆管状通道6，两板束之间通过上平面区9和下平面区9'，焊接形成空气壳程通道7，同时两板束之间通过板片内部平面区14支撑板间空气通道，起到加强筋的作用。参考图4，波纹板换热芯体1由多组板束5错开1/2类椭圆叠放而成，波纹板片8通过波峰12对波峰12，波谷13对波谷13的位置叠放而成。板束的类椭圆管状通道6走烟气，两板束间空气壳程通道7流通空气，两种介质成错流的形式交换热量，两板束间通过上平面区9和下平面区9'、板片内部平面区14进行焊接叠放，起到支撑整个板式气气热交换器结构的作用。参照图5，两板束芯体1通过焊接在金属膨胀节15的两侧，用于模块化安装，便于清洗检修。参照图7，压力较高时，空气侧两段设置管板，管板与板束之间采用焊接连接。