一種全焊接板式換熱器的製作方法與工藝

2023-10-05 20:25:14

本發明屬於熱交換器領域，具體地來講為一種全焊接板式換熱器。

背景技術：
傳統全焊接板式換熱器主要部件包括板束、立柱、蓋板、側板。其特點傳熱係數較高，結構緊湊，但無法獨立完成換熱後的介質分離，需配合其他的分離設備同時使用，才能完成介質的分離。即通過側板上接管及法蘭連接氣液分離器，由氣液分離器完成介質分離。

技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題在於提供一種全焊接板式換熱器，解決傳統全焊接板式換熱器無法獨立完成介質分離的問題。本發明是這樣實現的，一種全焊接板式換熱器，該換熱器包括立柱框架、立柱框架內的板束、置於立柱框架上的熱介質入口側板總成、熱介質出口側板總成、冷介質入口側板總成以及冷介質出口側板總成，冷介質出口側板總成以及熱介質出口側板總成，均包括橫截面為半圓的筒體形成的空腔，所述筒體與立柱框架之間通過法蘭連接，法蘭與立柱框架之間設置密封面，板束的冷介質通道與冷介質出口側板總成的空腔相通，板束的熱介質通道與熱介質出口側板總成的空腔相通；在冷介質出口側板總成的筒體上設置冷介質出口以及殘液出口；在熱介質出口側板總成的筒體上設置熱介質出口以及冷凝液出口。進一步地，所述冷介質入口側板總成，包括橫截面為半圓的筒體形成的空腔，所述筒體與立柱框架之間通過法蘭連接，法蘭與立柱框架之間設置密封面，板束的冷介質通道與空腔相通；在所述冷介質入口側板總成的筒體上設置冷介質入口。進一步地，熱介質入口側板總成，包括橫截面為半圓的筒體形成的空腔，所述筒體與立柱框架之間通過法蘭連接，法蘭與立柱框架之間設置密封面，板束的熱介質通道與空腔相通；在所述熱介質入口側板總成的筒體上設置熱介質入口。進一步地，所述筒體橫截面的直徑略小於相鄰兩個支柱間距離。進一步地，在所述冷介質出口側板總成的筒體側部靠近法蘭最低點設置殘液出口。本發明與現有技術相比，有益效果在於：本發明在冷介質出口側板總成設置成空腔結構，在冷介質通過板束通道加熱後，使冷介質溫度升高，進行滿夜蒸發，沸點低的物質優先蒸發成氣體，由冷介質出口經絲網除沫器排出，空腔提供了一個沸點低的物質蒸發緩衝的空間，從而只通過設置的冷介質出口側板總成就能完成冷介質的分離；另外，為了熱介質的分離，在熱介質出口側板總成設置成的空腔結構，沸點高的物質先蒸發成氣體通過熱介質出口排除，空腔提供了一個物質蒸發緩衝的空間，從而可以保證，分離時，氣體不會將液體帶出，造成分離不徹底。空腔設置成橫截面為半圓的筒體，從而氣體是會沿著半圓的徑向發散，不會存在死角。將熱介質入口側板總成以及冷介質入口側板總成設置為與半圓空腔結構，從而可以使得冷介質或熱介質在空腔內得到緩衝。防止流速較高介質對板束焊道的衝刷，增加板束的使用壽命；提供緩衝空間可以使介質均勻進入到板束通道內進行換熱。附圖說明圖1為本發明實施例提供的換熱器結構示意圖；圖2為本發明實施例提供的圖1的俯視圖；圖3為本發明實施例提供的一個側板總成的結構示意圖。具體實施方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。參見圖1結合圖2，為本發明一個實施例的全焊接板式換熱器，該換熱器包括：位於立柱框架內的板束1，板束1用於形成介質流動方向垂直的冷介質通道和熱介質通道，板束1為主要換熱部件，板束1由若干換熱板片焊接而成，每兩片形成一個通道，相鄰通道不相同，如若第1,2張板片形成通道方向為水平，則第2,3張板片形成通道方向為豎直，第3,4張板片形成通道方向為水平，第4,5張板片形成通道方向為豎直，以此類推。所有豎直方向的通道和一對側方形法蘭及筒體相通，所有水平方向的通道和另一對側方向法蘭及筒體相通，形成介質流動方向垂直的冷介質通道和熱介質通道。立柱框架包括由4個立柱2形成的長方體或立方體骨架，在骨架上兩端設置兩個蓋板3形成腔體；4個立柱和2個蓋板形成框架，主要作用為限制板束長度或者高度立柱與蓋板形成框架，此框架結構中每相鄰立柱及此方向蓋板設置有螺栓孔和密封面，螺栓孔用於連接側板總成，方形法蘭內側面設置有密封面，與框架結構密封面配合，起到密封作用，防止介質外流。在立柱框架的一個對稱兩側設置分別設置有熱介質入口側板總成44與熱介質出口側板總成43，分別設置在板束1的熱介質進口與板束1的熱介質出口處對應的兩個立柱形成的面上；冷介質入口側板總成41與冷介質出口側板總成42，設置在立柱框架另一對稱兩側面上，使得冷介質形成的介質流動方向與熱介質形成的熱介質通道垂直，這樣熱介質流向與冷介質流向垂直。參見圖3，對於冷介質出口側板總成42以及熱介質出口側板總成43，均包括橫截面為半圓形的筒體4-2形成的空腔，筒體4-2與兩個立柱以及兩側蓋板通過法蘭4-1連接，筒體4-2的兩端通過端板4-3密封；端板4-3、筒體4-2以及法蘭4-1之間焊接而成，冷介質出口側板總成的空腔與板束的冷介質出口相通，在筒體上設置冷介質出口B以及殘液出口C，並在冷介質出口處設置絲網除沫器5與用於消除泡沫；殘液出口C為在冷介質出口側板總成的筒體側部靠近法蘭處，冷介質出口B在冷介質出口側板總成中心位置朝上設置。空腔的形狀為橫截面為半圓形的筒體，冷介質在空腔內經過緩衝後氣體從液體分離出來，並在空腔內向上走，液體向下流，從而實現分離。由於給予一定的緩衝空間，使得分離效果明顯。為了實現熱介質的分離，熱介質出口側板總成43與板束的熱介質出口相通，並在筒體上設置熱介質出口E以及冷凝液出口F，同時在熱介質出口處設置絲網除沫器用於氣體的消泡處理。熱介質出口E設置在熱介質出口側板總成的側部，使得放置時，熱介質出口朝上，在熱介質出口側板總成的另一側部設置有冷凝液出口F，使得放置時，熱介質出口朝下。在上述的結構中，筒體4-2的橫截面為半圓形，直徑與兩個立柱2之間的距離相等。在一個實施例中，除了熱介質出口側板總成與冷介質出口側板總成設置為筒狀結構外，冷介質入口側板總成41也設置成一樣的結構，包括一筒體形成的空腔，用於進行液體的緩衝，筒體與兩個立柱以及兩側蓋板通過法蘭連接，不同的地方在於在筒體上設置冷介質入口A，這裡的冷介質入口要比冷介質出口小，目的為了給與冷介質氣體分離後，能夠充分的排出。在一個實施例中，除了熱介質出口側板總成與冷介質出口側板總成、冷介質入口側板總成設置成筒狀結構外，熱介質入口側板總成D也設置成相同的結構，包括筒體形成的空腔，筒體與兩個立柱以及兩側蓋板通過法蘭連接，不同的地方在於，在筒體上設置熱介質入口D。工作過程及原理為：冷介質由易溶於水物質和水組成溫度較低液體混合物，利用其沸點低於水沸點的特性，在受熱後先與水蒸發，可以提純物質；熱介質由不易溶於水的物質和水蒸氣組成溫度較高的氣體混合組成，利用水蒸氣低於100℃能夠液化的特性，對不易溶於水的物質進行提純，以及熱能的充分回收利用。低溫液體混合物作為冷介質由冷介質入口A進入，通過板束通道後經過熱交換加熱，使液體混合物溫度升高，進行滿夜蒸發，沸點低的物質優先蒸發成氣體，由冷介質出口B經絲網除沫器排出，其餘殘液由殘液出口C溢出；高溫氣體混合物由熱介質入口D進入，通過板束通道換熱後，氣體混合物溫度降低，水蒸氣凝結成液態水從冷凝液出口F排出，不凝氣體通過絲網除沫器由熱介質出口E排出。從而完成分離。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。