一种焊接板式热交换器的制作方法

本发明涉及换热设备技术领域，特别是涉及一种焊接型板式热交换器。

背景技术：

板式换热器具有换热效率高、结构紧凑轻巧、占地面积小，在相同压力损失情况下，其传热系数比管式换热器高3-5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，热回收率可高达90%以上，是热交换的理想设备。许多不同类型的板式换热器在炼油、化工、水处理中大量的应用，其中为适应高温、高压同时又便于定期清洗维护而研发的焊接型板式热交换器，将会进一步拓宽板式热交换器的应用领域。

现在一些类型的板式热交换器结构由密封的壳体内装有圆形传热板堆叠在一起的板束芯体，由于板束芯体由密封圆壳包绕，固其可承受较高的压力载荷。然而，在一些应用中由于两侧热交换流体的粘度较大，同时在温度变化的流场中伴有固体颗粒的析出，长周期运行中在换热板壁形成一层污垢，从而使设备的污垢热阻和流阻加大，较大的影响热交换器的性能。在专利文献cn104487796b和cn107076520b中公开的板式换热器很难实现对两侧流体通道的定期清洗剂冲洗。在专利文献cn104204706b中公开的板式换热器通过将顶盖、底盖、和四个平盖板通过螺栓连接形成盒状封壳，将传热板堆叠形成的板束芯体包绕在内部。在换热器的维护期间，可通过拆卸移除两侧平盖板，利用清洁剂冲洗板束芯体。然而盒状封壳的承压性能要弱与圆柱状密封壳，应用中四个平盖板相对较厚，在整台换热器重量中占比60%以上，这较大的增加了换热器的总重量和总体成本，降低了经济性。

技术实现要素：

本发明提供一种焊接板式热交换器，其耐温、耐压性更好，易于实现对板束芯体的清洗、检修和更换。

本发明通过下述技术方案实现上述目的：

一种焊接板式热交换器，包括板束芯体、包裹板束芯体的壳体、壳体上设置的流体进出口接管，所述板束芯体为圆形，壳体为和板束芯体同轴的组合圆柱体，该组合圆柱体由顶板、底板、若干立柱和若干同弧度的盖板组成；若干所述立柱对称放置后其上下端分别和顶板、底板可拆卸连接形成组合圆柱体骨架；而若干同弧度的盖板的上下端和顶板、底板可拆卸连接，左右侧边和立柱可拆卸连接形成包裹板束芯体的承压密封腔体。

所述顶板的外缘上设有若干对称的凹槽，该凹槽截面为梯形；立柱的上下端适配的装入所述凹槽中并被固定。

所述顶板、底板、若干立柱和若干同弧度的盖板内侧分别设置有顶板内衬、底板内衬、盖板内衬、立柱内衬。

所述顶板内衬、底板内衬、盖板内衬、立柱内衬均由和换热板同等级耐腐蚀性能的材料制成。

所述板束芯体上流体的进、出口一侧设有密封板，该密封板的另一端和立柱内衬固接。

所述密封板为带有波纹的柔性结构。

所述板束芯体由多组成对的换热板两两对扣为一组构成第一流体的流通通道，每组之间利用隔条再将它们的外边缘连接在一起，由此在板组之间构成第二流体的流通通道，多组板组累叠形成板束芯体。

所述换热板的外缘端面上具有对称的凸起，该凸起的端面通过斜面向换热板端面过渡。

所述板束芯体的高度方向上间隔若干的换热板组布置有折流板，该折流板一端插入流体的进、出口端并与换热板固接，另一端与盖板内衬相贴合。

所述换热板中部波纹为倾斜直波纹结构或交替突起和凹槽的鼓泡波纹结构。

本发明的热交换器，可通过拆卸移除四侧弧形盖板，实现对板束芯体的清洗、检修和更换；圆形的换热板没有尖角，较矩形换热板应力分布均匀耐压和耐热冲击性能更好；圆柱状密封壳的承压性能更好，较盒状密封壳重量减轻可节约材料，经济效益显著；基于上述特点，本实用性型将会进一步拓宽板式热交换器的应用领域，具有较好的应用推广前景。

附图说明

图1为本发明的立体结构图；

图2为本发明的分解视图；

图3为本发明的截面俯视图；

图4为图3中a部的放大示意图；

图5为本发明板束芯体的部分结构图；

图6为本发明顶板的结构示意图；

图7为本发明顶板内衬的结构示意图；

图8为本发明立柱的结构示意图；

图9为本发明立柱内衬的结构示意图；

图中编号：1.顶板、2.底板、3.板束芯体、4.盖板、5.立柱、6.折流板、7.密封板、8.紧固件、10.顶板内衬、20.底板内衬、30.换热板、31.隔条、32.第一流体进出端口、33.第二流体进出端口、40.盖板内衬、50.立柱内衬、f1.第一流体流动路径、f2.第二流体流动路径、301.斜面、302.凸起的端面、303.换热板端面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明及其效果进一步说明。

参考图1、2、3，一种焊接板式热交换器，包括板束芯体3、包裹板束芯体3的壳体、壳体上设置的流体进出口接管，所述板束芯体3为圆形，壳体为和板束芯体3同轴的组合圆柱体，该组合圆柱体由顶板1、底板2、若干立柱5和若干组同弧度的盖板4组成；若干所述立柱5对称放置后其上下端分别和顶板1、底板2可拆卸连接形成组合圆柱体骨架；而若干组同弧度的盖板4的上下端和分别和顶板1、底板2可拆卸连接，左右侧边和立柱5可拆卸连接形成包裹板束芯体3的承压密封腔体。热交换器通过拆卸紧固件移除四侧的盖板4来实现两侧流通通道的清洗和板束芯体检修维护。

如6所示，所述顶板1的外缘上设有若干对称的凹槽，该凹槽截面为梯形；如图8所示，立柱5的截面为近似凹形结构，其上下端适配的装入所述凹槽中并被固定，这样有利于立柱5同盖板4之间的密封。本实施例中，顶板1上的凹槽有四组，相应的立柱有四根，盖板4也有四块。四个立柱的上下两端均设计有两个贯穿的通孔，紧固件8分别穿过立柱上下两端的通孔与顶板、底板上设置的内攻丝盲孔连接形成热交换器框架；立柱5的中间、顶板1和底板2的径向环绕设置有一定深度的内攻丝盲孔，四个盖板4以换热板圆心为中心环绕，盖板同热交换器框架间使用紧固件8连接形成一圆柱状的承压密封外壳。热交换器框架及盖板都可以通过紧固件实现拆卸。

如图1、2所示，用于第一流体入口和第一流体出口，以及用于第二流体入口和第二流体出口的接管分别设置于一组相对的盖板4上，其接管轴线沿着换热板30平面的方向，即进行换热的两种介质由与换热板平行的方向流入板束芯体并流出。可以看出第一流体的流动路径f1与第二流体的流动路径f2近似垂直，两种流体在各自的流通通道间进行错流换热。

如图6、7、8、9所示，所述顶板1、底板2、若干立柱5和若干组同弧度的盖板4内侧分别设置有顶板内衬10、底板内衬20、盖板内衬40、立柱内衬50。该顶板内衬10、底板内衬20、盖板内衬40、立柱内衬50的形状和顶板1、底板2、立柱5和盖板4的形状一致且其由和换热板30同等级耐腐蚀性能的材料制成。而顶板、底板、立柱和盖板则采用更为经济的碳钢，由此在提升设备整体耐蚀性能的同时降低了材料成本。

如图3、图4所示，所述板束芯体3上流体的进、出口一侧设有密封板7，该密封板7的另一端和立柱内衬50焊接而将板束芯体3外周分为四个区域，并将第一流体与第二流体隔离。流体从第一、第二流体入口的接管流入到板束芯体3上的第一、第二流体进口端留有空间，使得流体有一定的分配腔室。

所述密封板7为带有波纹的柔性结构，可以抵消由板束芯体与外壳体温度变化不一致所引起的热应力。

如图5所示，所述板束芯体3由多组成对的换热板30两两对扣为一组构成第一流体的流通通道，每组之间利用隔条31再将它们的外边缘连接在一起，由此在板组之间构成第二流体的流通通道，多组板组累叠形成板束芯体3。供第一流体流通的板对通道相对于第二流体的流道是关闭的；相对应的供第二流体流通的板对间通道相对于第一流体是关闭的。

而换热板30的外形是圆形的，换热板30的外缘端面上具有对称的凸起，该凸起的端面302通过两端的斜面301向换热板端面303过渡。相当于换热板端面上有对称布置的凸起和凹槽。换热板30两两对扣时，上方的换热板的凸起沿斜面301插入下方换热板端面303处直至上方换热板的凸起的端面302和下方换热板端面303接触。

所述板束芯体3的高度方向上间隔若干的换热板组布置有折流板6，该折流板6一端插入流体的进、出口端并与换热板30焊接，另一端与盖板内衬40相贴合，使正常流动的流体在此分程，两侧多个折流板布置使的热交换器的两侧介质可实现多种流程的匹配，这很大的提升了换热器对于不同工况的适用性。

所述换热板30中部波纹为倾斜直波纹结构或交替突起和凹槽的鼓泡波纹结构。相较于人字形的波纹，倾斜直波纹和鼓泡结构的凸起和凹槽是按照特定的一个方向延伸，当流体在板组内流动时，板组下面一张板片的凹槽底部和上面一张板片的凸起顶部通道是没有干扰的，这一特征在换热器需要打开清洗时可以得到很好的利用。

上述仅为本发明的较佳实施例及技术原理，但本发明不限于此，对于本领域的技术人员，在本发明启发下进行的各种变化、调整和替代，凡借鉴本发明构思所做的任何修改、等同替换，均包含在本发明的保护范围之内。