一種筒狀弧形換熱板式換熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及換熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種筒狀弧形換熱板式換熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]換熱器是在兩種流體間交換熱量的設(shè)備,都是基于傳導(dǎo)、輻射和對(duì)流三種熱傳遞方式或其中某些方式的組合來(lái)傳遞熱量。其中,板式換熱器是一種高效而緊湊的換熱設(shè)備,具有傳熱系數(shù)高、結(jié)構(gòu)緊湊、等諸多優(yōu)點(diǎn),并且隨著結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和大型化制造技術(shù)的提高,板式換熱器的應(yīng)用日益受到人們的重視?,F(xiàn)有板式換熱器主要有螺旋板式換熱器和板式換熱器兩種。螺旋板式換熱器主要不足為:其單一流道對(duì)通道截面積的限制使這類(lèi)換熱器只能用于流量不大的場(chǎng)合,如氣-氣換熱條件下。而板式換熱器主要不足為:承壓能力低,壓降大,不適用于大處理量條件的換熱需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是為解決上述技術(shù)問(wèn)題的不足,提供一種筒狀弧形換熱板式換熱裝置,具有結(jié)構(gòu)緊湊、壓降小、傳熱效率高以及適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題的不足,所采用的技術(shù)方案是:一種筒狀弧形換熱板式換熱裝置,包括筒形殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的換熱板組件,殼體上設(shè)有與換熱板組件中的流體通道連通的進(jìn)出口,殼體一般為圓筒形殼體,殼體長(zhǎng)度方向的兩端分別設(shè)有第一流體進(jìn)口和第一流體出口,殼體的側(cè)壁上設(shè)有第二流體進(jìn)口和第二流體出口。所述的換熱板組件包括對(duì)稱(chēng)設(shè)置在殼體軸線兩側(cè)的兩組弧形換熱板,弧形換熱板的弧度小于180°,每組弧形換熱板均由自殼體中心由內(nèi)向外直徑依次增大的多個(gè)弧形換熱板組成,相鄰的弧形換熱板的相應(yīng)邊緣之間密封連接,從而在多個(gè)弧形換熱板之間形成間隔的第一流體流道和第二流體流道;
[0005]所述第一流體流道與殼體軸線平行的兩個(gè)端面封閉設(shè)置,第一流體流道與殼體軸線垂直的兩個(gè)端面分別設(shè)有流道口,形成沿殼體軸線方向的直線流道,熱流體(冷流體)從殼體的第一流體進(jìn)口進(jìn)入直線流道中,然后沿著殼體的軸線方向流動(dòng),并從第一流體出口流出。
[0006]所述第二流體流道與殼體軸線垂直的兩個(gè)端面封閉設(shè)置,第二流體流道與殼體軸線平行的兩個(gè)端面分別設(shè)有流道口,形成沿圓周方向的弧形流道,冷流體(熱流體)從殼體的第二流體進(jìn)口進(jìn)入弧形流道中,然后沿著弧形流道流動(dòng),并從第二流體出口流出。
[0007]所述兩組弧形換熱板之間的區(qū)域由一個(gè)沿殼體軸向設(shè)置的中心管分隔為分別與殼體上設(shè)置的第二流體的進(jìn)口和出口連通的進(jìn)口匯集腔和出口匯集腔,中心管的兩端分別與殼體上對(duì)應(yīng)直線流道的進(jìn)出口相連通,且中心管的出口端設(shè)置有蝶閥,中心管作為一種調(diào)節(jié)手段,在需要提高出口側(cè)溫度時(shí),通過(guò)蝶閥打開(kāi)中心管,使部分流體直接從中心管通過(guò)混入出口側(cè)流體中,從而提高溫度,通過(guò)蝶閥的開(kāi)度可以進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。換熱板組件的多個(gè)第二流體流道的進(jìn)口端匯聚至進(jìn)口匯集腔,其出口端匯聚至出口匯集腔,第二流體從殼體的進(jìn)口先進(jìn)入進(jìn)口匯集腔,然后由進(jìn)口匯集腔分別進(jìn)入各個(gè)第二流體通道,經(jīng)各個(gè)第二流體通道流出的流體在出口匯集腔聚集并從殼體的出口流出。進(jìn)口匯集腔和出口匯集腔與殼體軸線平行的兩端通過(guò)端部擋板封閉,防止第一流體進(jìn)入進(jìn)口匯集腔和出口匯集腔。
[0008]所述殼體與位于最外層的兩個(gè)弧形換熱板之間均具有沿殼體軸向設(shè)置的側(cè)擋板,兩個(gè)側(cè)擋板將殼體與換熱板組件之間的區(qū)域分隔為分別連通至進(jìn)口匯集腔和出口匯集腔的兩個(gè)腔室。
[0009]所述換熱板組件還包括兩個(gè)加強(qiáng)圈,兩個(gè)加強(qiáng)圈分別套設(shè)在最外層弧形換熱板的兩端,加強(qiáng)圈與弧形換熱板和端部擋板固定焊接,加強(qiáng)圈可使換熱板組件的第一流體流道和第二流體流道有效連接。
[0010]所述加強(qiáng)圈與殼體內(nèi)壁之間設(shè)置有弧形連接板,弧形連接板為環(huán)形金屬板,分別與殼體內(nèi)壁和加強(qiáng)圈固定焊接,可有效緩解溫差應(yīng)力。
[0011]所述相鄰的兩個(gè)弧形換熱板之間由密封條密封,或者通過(guò)形成流體流道的任一弧形換熱板的折邊密封。
[0012]所述第一流體流道與殼體軸線平行的兩個(gè)端面通過(guò)側(cè)密封條密封或者通過(guò)形成流體流道的任一弧形換熱板的折邊密封。
[0013]所述第二流體流道與殼體軸線垂直的兩個(gè)端面通過(guò)端部密封條密封或者通過(guò)形成流體流道的任一弧形換熱板的折邊密封。
[0014]所述第一流體流道和第二流體流道內(nèi)分散設(shè)置有支撐件,支撐件用于保持第一流體流道和第二流體流道的間距,并且可以提高整個(gè)設(shè)備的承壓能力。
[0015]所述的支撐件為金屬條,金屬條固定設(shè)置在流體流道內(nèi)部。
[0016]所述的支撐件為形成流體流道的任一弧形換熱板表面形成的凸起。
[0017]第二流體流道的進(jìn)口端與出口端之間具有壓力差,并且壓降隨流道長(zhǎng)度增加而增大,由于各流道進(jìn)口側(cè)壓力均相等,因此,要使第二流體流道內(nèi)流體分配均勻就要保證各流道出口側(cè)壓力也基本相同,為了達(dá)到這一目的,可以采用以下方法:
[0018]換熱板組件的多個(gè)第二流體流道內(nèi)的支撐件設(shè)置密度保持一致,且流道的間距從內(nèi)向外依次遞增。
[0019]或者換熱板組件的多個(gè)第二流體流道的間距保持一致,且流道內(nèi)的支撐件的設(shè)置密度從內(nèi)向外依次遞減。
[0020]或者所述換熱板組件的多個(gè)第二流體流道從內(nèi)向外依次遞增,且流道內(nèi)的支撐件設(shè)置密度從內(nèi)向外依次遞減。
[0021 ] 或者所述換熱板組件還設(shè)有折流板,折流板設(shè)置在進(jìn)口匯集腔和出口匯集腔內(nèi),并將相鄰的兩個(gè)第二流體流道的端口連接,從而使多個(gè)第二流體流道形成串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)。從而可以將靠近內(nèi)部的流程較短的第二流體流道串聯(lián)在一起,形成一個(gè)流程較長(zhǎng)的流道。
[0022]在進(jìn)行換熱時(shí),冷流體(或熱流體)由殼體的第一流體進(jìn)口進(jìn)入換熱器,并流過(guò)弧形換熱板的直線流道從第一流體出口流出,而熱流體(或冷流體)從殼體側(cè)壁上的第二流體進(jìn)口進(jìn)入換熱器,并流過(guò)弧形換熱板的弧形流道從第二流體出口流出,從而完成冷、熱流體的熱量交換。
[0023]有益效果
[0024]1、本實(shí)用新型的換熱器由于采用弧形換熱板,其結(jié)構(gòu)緊湊,單位體積換熱面積為管束換熱器的1.6-2倍,并且承壓較平板式換熱器高。
[0025]2、本實(shí)用新型的換熱器具有可以調(diào)節(jié)軸向出口側(cè)溫度的中心管,當(dāng)需要調(diào)節(jié)出口側(cè)的流體溫度時(shí),打開(kāi)蝶閥使一部分流體直接通過(guò)中心管混入出口側(cè)流體中,達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。
[0026]3、本實(shí)用新型的換熱器由于采用弧形換熱板,在弧形換熱板對(duì)流體離心力的作用以及支撐柱擾流的作用下,在同樣流速的條件下其傳熱系數(shù)為管殼式換熱器的1.5?1.8倍。
[0027]4、本實(shí)用新型的換熱器壓降小流體流動(dòng)阻力小,能夠減少泵或風(fēng)機(jī)的動(dòng)力消耗減少,適合大流量工況應(yīng)用,操作費(fèi)用低。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本實(shí)用新型換熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖;
[0029]圖2為本實(shí)用新型換熱器的換熱板組件設(shè)置在殼體內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0030]圖3為本實(shí)用新型換熱器的換熱板組件的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0031]圖4為本實(shí)用新型換熱器的換熱板組件(具有折流板)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0032]圖5為本實(shí)用新型換熱器的流體通道內(nèi)(支撐件為金屬條)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0033]圖6為本實(shí)用新型換熱器的流體通道內(nèi)(支撐件為表面凸起)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0034]圖中標(biāo)記:1、殼體,101、第一流體進(jìn)口,102、第一流體出口,103、第二流體進(jìn)口,104、第二流體出口,2、弧形換熱板,201、第一流體流道,202、第二流體流道,203、側(cè)擋板,204、進(jìn)口匯集腔,205、出口匯集腔,206、端部擋板,3、中心管,4、蝶閥,5、支撐件,6、側(cè)密封條,7、端部密封條,8、折流板,9、加強(qiáng)圈,10、弧形連接板。
【具體實(shí)施方式】
[0035]如圖1-3所示,一種筒狀弧形換熱板式換熱裝置,包括筒形殼體I和設(shè)置在殼體I內(nèi)的換熱板組件,殼體I上設(shè)有與換熱板組件中的流體通道連通的進(jìn)出口,殼體I 一般為圓筒形殼體1,殼體I長(zhǎng)度方向的兩端分別設(shè)有第一流體進(jìn)口 101和第一流體出口 102,殼體I的側(cè)壁上設(shè)有第二流體進(jìn)口 103和第二流體出口 104。所述的換熱板組件包括對(duì)稱(chēng)設(shè)置在殼體I軸線兩側(cè)的兩組弧形換熱板2,弧形換熱板2的弧度小于180°,每組弧形換熱板2均由自殼體I中心由內(nèi)向外直徑依次增大的多個(gè)弧形換熱板2形成間隔的第一流體流道201和第二流體流道202 ;
[0036]如圖2所示,所述第一流體流