CN102410761A - 一种自支撑全焊接板式换热器 - Google Patents

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钱江
黄伟昌
王玉
丰艳春
戴洋
徐大鹿
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Abstract

一种自支撑全焊接板式换热器，由相邻换热板片本体焊接而成，其特征在于矩形换热板片上均匀并间隔分布凸起和凹陷圆锥台，换热板片只两平行边侧有相向折边，折边高度是板上圆锥台***高度与凹陷深度之和；将折边后半数的换热板片与余下另半数换热板片以相邻折边呈90°同向排列，并且两板的凸起圆锥台和凹陷圆锥台相对，将折边端面与未折边换热板片边缘90°角相互焊接，形成通道相互交叉成90°的矩形体的换热器，换热器相对的四个面边缘分别在同面边缘延长焊接出边框，与引风罩螺栓相接或焊接，同一介质的进、出引风口相隔180°。优点：能有效解决低压或微压高温尾气、烟气等气-气换热中微运行阻力的余热回收问题。

Description

一种自支撑全焊接板式换热器
技术领域
本发明涉及传热设备，一种两侧流体均不混合的错流热交换设备，特别适用于气-气低压、微运行阻力的能量回收设备的传热设备。
技术背景
目前在气-气换热设备中多采用板式换热器或管壳式换热器，管壳式换热器可耐高温、高压，但设备占地较大，设备运行阻力较高，两侧阻力均在0.01～0.05MPa(10000～50000Pa)以上；板式换热器因其换热效率高、换热面积可做一定范围的调整而被广泛采用，但板式换热器的流道较复杂，流通面积小，运行阻力大，可达到0.01～0.1MPa(10000～100000Pa)，并且易结垢，而高温尾气、烟气等高温气体的运行压力仅为1000Pa～2000Pa，故而现有的换热设备不适合或无法在低压或微压工况下使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种自支撑全焊接板式换热器，能有效解决低压或微压高温尾气、烟气等气——气换热中微运行阻力的余热回收问题。
本发明的解决方案是：这种自支撑全焊接板式换热器，由相邻换热板片本体焊接而成，其特征在于矩形换热板片上均匀并间隔分布凸起圆锥台和凹陷圆锥台，圆锥台以行为单位在板材两侧均匀交错排列，间距均相等，换热板片只两平行边侧有相向折边，折边高度是板上***高度与凹陷深度之和；将折边后半数的换热板片与余下另半数换热板片以相邻折边呈90°同向排列，并且两板的凸起圆锥台和凹陷圆锥台相对，将折边端面与未折边板片边缘90°角相互焊接，形成通道相互交叉成90°的矩形体的换热器，换热器四个分别相对的面在同面边缘延长焊接出边框，与引风罩螺栓相接或焊接，冷、热介质的流动方向及流道可任选其一，同一介质的进、出引风口相隔180°。
本发明的这种自支撑全焊接板式换热器的优点是：用于低、微压条件下换热1000Pa，并且是两种不能混合的流体，一般是100℃在下的含蒸气的余热回收。气体换热板片折边后形成的通道面积控制在风道面积的1.5～2倍，使冷、热介质在换热器内的流动阻力低于风道阻力，两套引风口，冷风吹入、吸热后回收热风，保证设备在低压或微压高温尾气、烟气等气——气换热中微运行阻力的余热回收中的正常运行。特别适合在化工、制药、烟草加工、食品加工行业的低压或微压工况下进行热量交换，具有运行阻力小、换热效率高、结构简单紧凑、制造简便、密封可靠、流道宽大等特点。
附图说明
图1为本自支撑全焊接板式换热器的结构示意图；
图2为焊接后的换热器装配示意图；
图3a，3b为折短边的换热片1示意图；
图4a，4b为折长边的换热片2示意图。
具体实施方式
一种自支撑全焊接板式换热器，由换热板自身焊接而成，见图1，图2，其特征在于矩形换热板片上均匀间隔分布凸起圆锥台3和凹陷圆锥台4，圆锥台以行为单位在板材两侧面均匀交错排列，排列间距为50～500mm，图3a、3b，图4a，4b。凸起圆锥台3和凹陷圆锥台4规格相同，高度3～40mm，顶部直径为5～40mm，圆锥台的底部直径为15～80mm，圆锥台的倒角半径为2～15mm，高度均相等。
制造长方体的换热器时：将有凸起圆锥台或凹陷圆锥台的矩形换热板片两长边或两短边分别进行同一平行侧相向折边，换热板片平行侧的两长边或两短边的折边高度与折边侧的凸起圆锥台和凹陷圆锥台之和的总高度相等。装配时，分别将折短边的换热板片1和折长边的换热板片2以相邻折边90°间隔排列、按相同折边方向对齐排布，并且两板的凸起圆锥台和凹陷圆锥台相对，将折边端面与未折边板片边缘90°角相互焊接，形成两个相互交叉成90°的纵向和横向通道的矩形体的换热器；换热器四个分别相对的面在同面边缘延长焊接出边框，与引风罩螺栓相接或焊接，冷、热介质的流动方向及流道可随意选择，同一介质的进、出引风口相隔180°。冷、热气体分别进相互垂直的通道，从而实现热量交换的目的。
制造方体的换热器时：换热板片只两平行边侧有相向折边，半数折边后的换热板片与余下另半数换热板片以相邻折边90°排列。
上述两种形状的换热器，其特征在于换热板片折后是成品所要求的相同规格的板材。
所述的换热板材料为导热性能良好、耐蚀性能良好的不锈钢板、双相不锈钢板、铝板、钛板、镍板、镍铜合金板等，换热板片使用压机压制成型。
本发明的自支撑全焊接板式换热器，设计时考虑将换热板片折边后形成的通道面积控制在风道使用面积的1.5～2倍，通过换热片数量的增减，控制冷、热气体在换热器内的流速在1.5～5m/s。根据冷、热气体的工作压力确定气体的流速，压力低时，选择较小流速，反之亦然。当冷、热气体流量较大时，适当放宽流速限制，但不宜大于8～10m/s，否则会产生较大的运行阻力。换热板最佳的折边高度在10～18mm，根据冷、热气体的工作压力及流量调节换热板的折边高度。与总处理量相比，换热面积在80～150M2/万M3，根据换热板片的折边高度、气体在风道内流动速度，用总处理量除以气体流速，计算出气体的流通面积，进而确定换热板片的规格，一般设备总体积在0.8～2.0M3/万M3，根据运输条件，单台换热器的总处理量(冷、热气体流量总和)不大于20万M3/h，总换热量可达3MW。

Claims (6)

1.一种自支撑全焊接板式换热器，由相邻换热板本体相互焊接而成，其特征在于矩形换热板片上有凸起圆锥台和凹陷圆锥台，换热板片只两平行边侧有相向折边；将折边后半数的换热板片与余下另半数换热板片以相邻折边呈90°同向排列，并且相邻两板的凸起圆锥台和凹陷圆锥台相对，将折边端面与未折边板片边缘90°角相互焊接，形成通道相互交叉成90°的矩形体的换热器，换热器分别相对的四个面在各面边缘延长焊接出边框，与引风罩螺栓相接或焊接，冷热介质的流动方向及流道可任选其一，同一介质的进、出引风口相隔180°。
2.根据权利要求1所述的自支撑全焊接板式换热器，其特征在于换热板片上的凸起圆锥台和凹陷圆锥台间隔纵横排列、交错分布、间距相等，间距为50～500mm。
3.根据权利要求1所述自支撑全焊接板式换热器，其特征是所述换热板片上的凸起圆锥台和凹陷圆锥台形状相同、高度均相等，其圆锥台的顶部直径为5～40mm，圆锥台的底部直径为15～80mm，圆锥台的倒角半径为2～15mm，高度3～40mm。
4.根据权利要求1所述自支撑全焊接板式换热器，其特征是换热板片平行侧的两长边或两短边的折边高度是折边侧的凸起圆锥台与凹陷圆锥台的高度之和；换热板最佳的折边高度在10～18mm，根据冷、热气体的工作压力及流量调节换热板的折边高度。
5.根据权利要求1所述自支撑全焊接板式换热器，其特征是换热板片的形状是长方形或方形，换热板片折边后是成品所要求的相同规格的板材；根据换热板片的折边高度、气体在风道内流动速度，用总处理量除以气体流速，计算出气体的流通面积，进而确定换热板片的规格。
6.根据权利要求1所述自支撑全焊接板式换热器，其特征是将换热板片折边后形成的换热器通道面积为风道使用面积的1.5～2倍，通过换热片数量的增减，控制冷、热气体在换热器内的流速在1.5～5m/s。
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