CN110260694A - 板程分流式板式换热器 - Google Patents

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本发明是一种板程分流式板式换热器，包括壳体和安装在壳体内并且上下排布的两个以上换热模块，最上层换热模块中辅助换热板片数量为n1，它的下一层换热模块中辅助换热板片数量为n2，再下一层换热模块中辅助换热板片数量为n3，依此类推，n1、n2、n3代表自然数，且至少有一层换热模块中辅助换热板片的数量不为零；在设置辅助换热板片的换热模块中，主板片进管与进端集管之间的连接点高于辅助板片进管与进端集管之间的连接点。将板程流体中部分包括油在内的液相通过进端集管集中汇流后引入单独的辅助板片中，加速液相排出，大幅度降低通过主体换热片的液相及油的含量，从而提高了装置整体换热效率。

Description

板程分流式板式换热器
技术领域
本发明涉及一种板式换热装置，主要应用于板程为蒸汽（特别是含油蒸汽）的换热装置，比如冷凝装置、蒸发装置和流体加热装置。
背景技术
现有的将气相冷凝成液相的换热器，比如冷凝器，主要包括板壳式（壳程中的水吸热）、风冷式（常温空气作冷能）和蒸发冷式（通过水蒸发吸热）。在上述换热过程中，板程（属于管程）中的液相（冷凝液）逐渐增多。另外，有些介质中含油，容易在换热器内表面形成油膜。冷凝液和油膜的形成和积累将严重影响换热器内介质流动速度，导致换热效率降低。在压缩机***中，冷凝液和油膜的形成和积累还会导致压缩机因排气压力升高而增加能耗。特别是在环境温度较高的场所，压缩机排气压力过高还会产生安全隐患。
公开号为 CN104132557A的中国专利申请涉及“一种中间排液式高效冷凝***。其在前级换热器末端实施了中间排液，这一措施加速了液膜的排出，从而使换热系数上升。并且有效提高了换热器换热面的利用率，保证了前级换热器始终处于高效换热状态。经过使用发现，该中间排液措施虽然能够在提高换热效率方面具有一定效果，但由于其做法是将冷凝液引出换热器，而这部分引出介质一般为气液混合相，仍蓄有很高的热能，一方面会造成热能利用率降低，另一方面，增加了制冷***的运行负荷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种板程分流式板式换热器，将板程流体中部分包括油在内的液相通过进端集管集中汇流后引入单独的辅助板片中，加速液相排出，大幅度降低通过主体换热片的液相及油的含量，从而提高装置整体换热效率。
本发明的技术方案如下：
板程分流式板式换热器，包括壳体和安装在壳体内并且上下排布的两个以上换热模块，换热模块包括并列安装的若干个主换热板片和一定数量的辅助换热板片，换热板片的介质进端安装有进端集管，介质出端安装有出端集管，进端集管通过主板片进管连接主换热板片，并通过辅助板片进管连接辅助换热板片；上一换热模块的出端集管通过连接管连接下一换热模块的进端集管，其特征在于：最上层换热模块中辅助换热板片数量为n1，它的下一层换热模块中辅助换热板片数量为n2，再下一层换热模块中辅助换热板片数量为n3，依此类推，n1、n2、n3代表自然数，且至少有一层换热模块中辅助换热板片的数量不为零；在设置辅助换热板片的换热模块中，主板片进管与进端集管之间的连接点高于辅助板片进管与进端集管之间的连接点。
优选地，自上而下的各换热模块中辅助换热板片的数量逐渐增加。
优选地，主板片进管与进端集管之间的连接点位于进端集管高度方向的中间，辅助板片进管与进端集管之间的连接点位于进端集管的底侧。
优选地，各换热模块中辅助换热板片安装在换热器同一个侧面。
本发明的积极效果在于：
一、本发明利用了进端集管的汇流和气液分离功能，大部分气相（蒸汽）流经主体换热板片，大部分液相（包括油）进入辅助换热板片。由于汇流作用液相流动加快，从而提高了液相导热系数，并提高了液相的排出速度，整体上提高了换热效率。而主体换热板片内由于液相和油成分（油膜）明显减少，其热交换效果得到明显改善。在实现等同换热量的情况下，利用本发明能够大幅度降低换热器规格，从而大幅度减少换热装置的制造、运维成本，并减少换热装置占地面积。
二、优化技术方案中，下一模块中设置有较上一模块更多的辅助换热板片。这种设计确保板程流体自上而下流动换热过程中，逐渐增加的液相产出能够及时分流，确保换热器始终平衡运行，得到更优化的换热效果。
三、本发明辅助换热板片数量较少且安装在换热器同一个侧面，更便于拆卸除油，而大量的主换热板片存油量得到有效控制，延长了整机维护周期。
附图说明
图1是本发明实施例的结构和工作原理示意图。图1中，由于遮挡关系每一模块中仅显示了一个主换热板片和一个辅助换热板片。
图2是本发明实施例的另一视角结构示意图。相对于图1，图2属于左视示意图。
两图中均省略了壳体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明。
如图1和图2，本实施例包括壳体和安装在壳体内的三层换热模块。每一换热模块均包括并列安装的若干个主换热板片4和至少一个辅助换热板片5，换热板片的介质进端安装有进端集管，介质出端安装有出端集管。进端集管通过主板片进管3连接主换热板片，并通过辅助板片进管15连接辅助换热板片。主换热板片通过主板片出管6和辅助换热板片通过辅助板片出管16分别连接出端集管。
不同换热模块可以安装在同一壳体内，也可以安装在不同壳体内。
所述的并列安装指底端平齐且互相平行设置。一般的，全部主换热板片具有相同的高度，全部辅助换热板片具有相同的高度且等于或低于主换热板片，优选方案是辅助换热板片低于主换热板片。
本实施例中，上层换热模块的上进端集管2连接总进管1，上层换热模块的上出端集管7通过第一连接管8连接中层换热模块的中进端集管9，中层换热模块的中出端集管14通过第二连接管13连接下层换热模块的下进端集管12，下层换热模块的下出端集管10连接总出管11。本方案中n1=1、n2=2、n=3，如图2。图2仅是结构示意图，实际制作中主换热板片数量远多于辅助换热板片。
在设置辅助换热板片的换热模块中，主板片进管3与进端集管之间的连接点高于辅助板片进管15与进端集管之间的连接点，辅助板片进管15与进端集管之间的连接点高于辅助板片进管15与辅助换热板片之间的连接点。一般的，主板片进管3与进端集管之间的连接点位于进端集管高度方向的中间，辅助板片进管15与进端集管之间的连接点位于进端集管的底侧。
以上是本发明的一个优化实施例。其符合自上而下的各换热模块中辅助换热板片的数量逐渐增加的要求（即符合n3＞n2＞n1）。符合本要求的其他具体技术方案比如：上下排布的若干个换热模块中，最上层没有辅助换热板片，其他层带有辅助换热板片。本发明的普通技术方案举例：上下排布的若干个换热模块中，仅中间一层带有辅助换热板片，其上、下层都不带。
实际制作中，辅助换热板片一般集中安装在所在换热模块同一侧，靠近换热器壳体同一侧，以便于仅针对辅助换热板片实施更换或者除油清洗。
本发明所说的板片是由两片相同的金属板复合而成，两片金属板之间是介质通道。

Claims (5)

1.板程分流式板式换热器，包括壳体和安装在壳体内并且上下排布的两个以上换热模块，换热模块包括并列安装的若干个主换热板片和一定数量的辅助换热板片，换热板片的介质进端安装有进端集管，介质出端安装有出端集管，进端集管通过主板片进管连接主换热板片，并通过辅助板片进管连接辅助换热板片；上一换热模块的出端集管通过连接管连接下一换热模块的进端集管，其特征在于：最上层换热模块中辅助换热板片数量为n1，它的下一层换热模块中辅助换热板片数量为n2，再下一层换热模块中辅助换热板片数量为n3，依此类推，n1、n2、n3代表自然数，且至少有一层换热模块中辅助换热板片的数量不为零；在设置辅助换热板片的换热模块中，主板片进管与进端集管之间的连接点高于辅助板片进管与进端集管之间的连接点。
2.如权利要求1所述的板程分流式板式换热器，其特征在于：自上而下的各换热模块中辅助换热板片的数量逐渐增加。
3.如权利要求1或2所述的板程分流式板式换热器，其特征在于：主板片进管与进端集管之间的连接点位于进端集管高度方向的中间，辅助板片进管与进端集管之间的连接点位于进端集管的底侧。
4.如权利要求1或2所述的板程分流式板式换热器，其特征在于：各换热模块中辅助换热板片安装在换热器同一个侧面。
5.如权利要求3所述的板程分流式板式换热器，其特征在于：各换热模块中辅助换热板片安装在换热器同一个侧面。
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