一种板管式换热器论文和设计

全文摘要

一种板管式换热器，包括：换热板、换热管，所述换热板构成具有第一腔室的换热单元，所述第一腔室内设有凸点，所述第一腔室具有第一介质入口和第一介质出口；相邻的两个或多个所述换热单元的相邻面(即为换热板的相邻面)之间形成第二腔室，所述第二腔室内设有所述换热管，所述第二腔室具有第二介质入口和第二介质出口；所述换热管具有管第一介质入口和管第一介质出口，或者所述换热管具有第三介质入口和第三介质出口。所述板管式换热器单位体积内换热面积大，换热效率高，并能够有效延长换热器的使用寿命。

主设计要求

1.一种板管式换热器，其特征在于，包括：换热板(1)、换热管(2)，所述换热板(1)构成具有第一腔室(3)的换热单元(4)，所述第一腔室(3)内设有凸点(5)，所述第一腔室(3)具有第一介质入口(6)和第一介质出口(7)；相邻的两个或多个所述换热单元(4)的相邻面之间形成第二腔室(8)，所述第二腔室(8)内设有所述换热管(2)，所述第二腔室(8)具有第二介质入口(9)和第二介质出口(10)；所述换热管(2)具有管第一介质入口(6a)和管第一介质出口(7a)，或者所述换热管(2)具有第三介质入口(11)和第三介质出口(12)。

设计方案

2.根据权利要求1所述的板管式换热器，其特征在于，所述换热单元(4)分为横向和纵向，所述换热管(2)沿着所述换热单元(4)的纵向平行设置。

3.根据权利要求1所述的板管式换热器，其特征在于，所述换热单元(4)分为横向和纵向，所述第一介质入口(6)设置于所述换热单元(4)横向的一侧或两侧，所述第一介质出口(7)设置于所述换热单元(4)横向的一侧或两侧；所述第二介质入口(9)设置于所述换热单元(4)纵向的一侧，所述第二介质出口(10)设置于所述换热单元(4)纵向的另一侧。

4.根据权利要求3所述的板管式换热器，其特征在于，所述第一介质入口(6)设置于靠近所述第二介质出口(10)的一端，所述第一介质出口(7)设置于靠近所述第二介质入口(9)的一端；所述管第一介质入口(6a)或所述第三介质入口(11)设置于靠近所述第二介质出口(10)的纵向一端，所述管第一介质出口(7a)或所述第三介质出口(12)设置于靠近所述第二介质入口(9)的纵向一端。

5.根据权利要求1-4任一项所述的板管式换热器，其特征在于，还包括：第一介质引入箱(13)、第一介质引出箱(14)、第二介质引入箱(15)和第二介质引出箱(16)，以及任选的第三介质引入箱(17)和任选的第三介质引出箱(18)；所述第一介质引入箱(13)与所有的所述第一介质入口(6)连通，所述第一介质引出箱(14)与所有的所述第一介质出口(7)连通；所述第二介质引入箱(15)与所有的所述第二介质入口(9)连通，所述第二介质引出箱(16)与所有的所述第二介质出口(10)连通；并且，所述第一介质引入箱(13)与所有所述换热管(2)的所述管第一介质入口(6a)连通，所述第一介质引出箱(14)与所有所述换热管(2)的所述管第一介质出口(7a)连通，或者，所述第三介质引入箱(17)与所有所述换热管(2)的所述第三介质入口(11)连通，所述第三介质引出箱(18)与所有所述换热管(2)的所述第三介质出口(12)连通。

6.根据权利要求5所述的板管式换热器，其特征在于，每个所述第一腔室(3)具有两个第一介质入口(6)和两个第一介质出口(7)，每个所述第一腔室(3)的所述两个第一介质入口(6)分别位于所述换热单元(4)的横向两侧靠近所述第二介质出口(10)的一端；每个所述第一腔室(3)的所述两个第一介质出口(7)分别位于所述换热单元(4)的横向两侧靠近所述第二介质入口(9)的一端。

7.根据权利要求5所述的板管式换热器，其特征在于，所述换热管(2)的一端在所述第二介质出口(10)所处的换热单元(4)的纵向一侧与所述第一腔室(3)连通，所述换热管(2)通过第一腔室(3)和第一介质入口(6)与所述第一介质引入箱(13)间接连通；所述换热管(2)的另一端在所述第二介质入口(9)所处的换热单元(4)的纵向一侧与所述第一腔室(3)连通，所述换热管(2)通过所述第一腔室(3)和第一介质出口(7)与所述第一介质引出箱(14)间接连通。

8.根据权利要求7所述的板管式换热器，其特征在于，所述换热管(2)的所述管第一介质入口(6a)在所述第二介质出口(10)所处的换热单元(4)的纵向一侧与所述第一腔室(3)连通，所述换热管(2)的所述管第一介质入口(6a)通过第一腔室(3)和第一介质入口(6)与所述第一介质引入箱(13)间接连通；所述换热管(2)的所述管第一介质出口(7a)在所述第二介质入口(9)所处的换热单元(4)的纵向一侧与所述第一腔室(3)连通，所述换热管(2)的所述管第一介质出口(7a)通过所述第一腔室(3)和第一介质出口(7)与所述第一介质引出箱(14)间接连通。

9.根据权利要求5所述的板管式换热器，其特征在于，还包括两块夹板(19)，所有所述换热板(1)及其封闭区域内的部件构成换热主体，所述两块夹板(19)平行地设置于所述换热主体的两侧，将所述换热主体固定在所述两块夹板(19)之间。

10.根据权利要求5所述的板管式换热器，其特征在于，所述换热板（1）采用防腐材料，用于腐蚀性介质的换热。

11.根据权利要求10所述的板管式换热器，其特征在于，所述换热板（1）采用防腐材料，用于腐蚀性介质石灰石脱硫浆液的换热。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于换热技术领域，具体涉及一种板管式换热器。

背景技术

在用于节能环保、大气污染治理及热量传递等工程上的常规的直通道板式换热器，一般由多个换热板片对组成，换热板片对由两片相对设置的换热板片组成。为了保证换热器的承压强度，相对设置的两片换热板片之间以及各换热板片对之间均必须采用带有多个凸出的支撑触点，且支撑触点必须与换热板片焊接在一起，或者进一步需要与相对的换热板片上设置的支撑触点焊接在一起。然而，在使用用于腐蚀性换热介质的不锈钢换热板片时，会由于焊接的原因改变不锈钢晶间结构，大大降低换热片的防腐特性，降低换热器可靠性和使用寿命。而且，焊接也将大幅增加生产制造成本和时间。另外，常规的直通道板式换热器中，相邻的换热板片对之间为直通道，换热效率较低。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种板管式换热器，该换热器单位体积内换热面积大，换热效率高，并能够有效延长换热器的使用寿命。

本实用新型的板管式换热器，包括：换热板、换热管，所述换热板构成具有第一腔室的换热单元，所述第一腔室内设有凸点，所述第一腔室具有第一介质入口和第一介质出口；相邻的两个或多个所述换热单元的相邻面(即为换热板的相邻面)之间形成第二腔室，所述第二腔室内设有所述换热管，所述第二腔室具有第二介质入口和第二介质出口；所述换热管具有管第一介质入口和管第一介质出口，或者所述换热管具有第三介质入口和第三介质出口。

所述换热单元可以为一体结构；也可以通过将两块所述换热板平行且隔开一定间隙地设置，将所述两块换热板周边封闭，形成第一腔室。

两个或多个换热单元平行且隔开一定间隙地设置，将其周边封闭形成第二腔室。在最上层或最下层，也可以是换热单元的一块换热板与单独的一块换热板平行且隔开一定间隙地设置，将其周边封闭形成第二腔室。

优选地，所述换热单元分为横向和纵向，所述换热管沿着所述换热单元的纵向平行设置。

所述换热管的形状并没有特别的限制，例如可以是直管，也可以是S形弯曲管、U形弯曲管等。所述换热管的横截面形状同样没有特别的限制，例如，可以是圆形，椭圆形、三角形、方形或异型管。

所述第一腔室内设的凸点只要是能够将换热板支撑，防止两块换热板因压力变形而贴在一起即可，并没有特别的限制。其可以一端焊接在换热板上，另一端抵触在另一换热板上，或者两端都焊接在相对设置的两块换热板上。优选地，所述凸点是对换热板进行压凹处理形成的凸点。所述凸点的横截面形状可以为圆形、椭圆形、矩形、波纹型、异形等各种形状。

优选地，所述换热单元分为横向和纵向，所述第一介质入口设置于所述换热单元横向的一侧或两侧，所述第一介质出口设置于所述换热单元横向的一侧或两侧(包括所述第一介质入口的同侧或另一侧)；所述第二介质入口设置于所述换热单元纵向的一侧，所述第二介质出口设置于所述换热单元纵向的另一侧。

优选地，所述第一介质入口设置于靠近所述第二介质出口的一端，所述第一介质出口设置于靠近所述第二介质入口的一端；所述管第一介质入口或所述第三介质入口设置于靠近所述第二介质出口的纵向一端，所述管第一介质出口或所述第三介质出口设置于靠近所述第二介质入口的纵向一端。

优选地，所述板管式换热器还包括：第一介质引入箱、第一介质引出箱、第二介质引入箱和第二介质引出箱，以及任选的第三介质引入箱和任选的第三介质引出箱，所述第一介质引入箱、第一介质引出箱、第二介质引入箱和第二介质引出箱、以及第三介质引入箱和第三介质引出箱的个数可以根据需要设置；所述第一介质引入箱与所有的所述第一介质入口连通，所述第一介质引出箱与所有的所述第一介质出口连通；所述第二介质引入箱与所有的所述第二介质入口连通，所述第二介质引出箱与所有的所述第二介质出口连通；并且，所述第一介质引入箱与所有所述换热管的所述管第一介质入口连通，所述第一介质引出箱与所有所述换热管的所述管第一介质出口连通，或者，所述第三介质引入箱与所有所述换热管的所述第三介质入口连通，所述第三介质引出箱与所有所述换热管的所述第三介质出口连通。

优选地，所述板管式换热器中，每个所述第一腔室具有两个第一介质入口和两个第一介质出口，每个所述第一腔室的所述两个第一介质入口分别位于所述换热单元的横向两侧靠近所述第二介质出口的一端；每个所述第一腔室的所述两个第一介质出口分别位于所述换热单元的横向两侧靠近所述第二介质入口的一端。

优选地，所述换热管的一端(管第一介质入口或出口，或者第三介质入口或出口)在所述第二介质出口所处的换热单元的纵向一侧与所述第一腔室连通，所述换热管通过第一腔室和第一介质入口与所述第一介质引入箱间接连通；所述换热管的另一端在所述第二介质入口所处的换热单元的纵向一侧与所述第一腔室连通，所述换热管通过所述第一腔室和第一介质出口与所述第一介质引出箱间接连通。

优选地，所述换热管的所述管第一介质入口在所述第二介质出口所处的换热单元的纵向一侧与所述第一腔室连通，所述换热管的所述管第一介质入口通过第一腔室和第一介质入口与所述第一介质引入箱间接连通；所述换热管的所述管第一介质出口在所述第二介质入口所处的换热单元的纵向一侧与所述第一腔室连通，所述换热管的所述管第一介质出口通过所述第一腔室和第一介质出口与所述第一介质引出箱间接连通。

优选地，所述的板管式换热器还包括两块夹板，所有所述换热板及其封闭区域内的部件(包括换热板、凸点以及根据需要任选设置的其他部件)构成换热主体，所述两块夹板平行地设置于所述换热主体的两侧，将所述换热主体固定在所述两块夹板之间。

优选地，所述两块夹板可以通过螺杆连接。

优选地，所述板管式换热器的所述换热板1采用防腐材料，优选为不锈钢，用于腐蚀性介质的换热，例如用于石灰石脱硫浆液的换热。可以防止由于过多地焊接凸起而导致防腐材料例如不锈钢的晶间结构改变，防止防腐特性的劣化。

本实用新型中，若无特别说明术语“连通”包括直接连通或间接连通。

有益效果：

本实用新型提供的板管式换热器，通过在所述相邻的两个或多个所述换热单元的相邻面之间布设换热管，可以提高换热效率，提高单位体积内换热器的换热面积，有利于换热器小型化；并可以通过换热管的支撑作用，减少或取消所述第二腔室内凸点的焊接，避免因焊接造成换热板片的材质变化，影响换热器使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的板管式换热器的结构示意图。

图2为图1的A-A的剖视图。

图3为图2中换热主体部分的B-B的断面图。

图4为图2中换热主体部分的C-C的断面图。

图中：换热板1，换热管2，第一腔室3，换热单元4，凸点5，第一介质入口6，第一介质出口7，管第一介质入口6a，管第一介质出口7a，第二腔室8，第二介质入口9，第二介质出口10，第三介质入口11，第三介质出口12，第一介质引入箱13、第一介质引出箱14、第二介质引入箱15，第二介质引出箱16，第三介质引入箱17，第三介质引出箱18，夹板19。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于示例性对本实用新型进行说明，并不用于限制本实用新型。其中相同的部件采用相同的标号。

在本实用新型的描述中，在未作相反说明的情况下，使用术语“平行”、“内”、“两侧”、“一端”、“另一端”等是参考附图而描述的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

图1显示的是本实用新型板管式换热器的一种实施方式的示意图，图2为图1的A-A的剖视图，图3为图2中换热主体部分的B-B的断面图，图4为图2中换热主体部分的C-C的断面图。如图1-4所示，在本实用新型的具体实施方式中，所述板管式换热器包括：换热板1、换热管2，所述换热板1构成具有第一腔室3的换热单元4，所述第一腔室3内设有凸点5，所述第一腔室3具有两个第一介质入口6和两个第一介质出口7；相邻的两个或多个所述换热单元4的相邻面之间形成第二腔室8，所述第二腔室8内设有所述换热管2，所述第二腔室8具有第二介质入口9和第二介质出口10；所述换热管2具有管第一介质入口6a和管第一介质出口7a。所述板管式换热器还包括：第一介质引入箱13、第一介质引出箱14、第二介质引入箱15，第二介质引出箱16。所述第一介质引入箱13与所有的所述第一介质入口6和管第一介质入口6a连通，所述第一介质引出箱14与所有的所述第一介质出口7和管第一介质出口7a连通；所述第二介质引入箱15与所有的所述第二介质入口9连通，所述第二介质引出箱16与所有的所述第二介质出口10连通。

每个所述第一腔室3的所述两个第一介质入口6分别位于所述换热单元4的横向两侧靠近所述第二介质出口10的一端；每个所述第一腔室3的所述两个第一介质出口7分别位于所述换热单元4的横向两侧靠近所述第二介质入口9的一端。

所述换热管2的所述管第一介质入口6a在所述第二介质出口10所处的换热单元4的纵向一侧与所述第一腔室3连通，所述换热管2的所述管第一介质入口6a通过第一腔室3和第一介质入口6与所述第一介质引入箱13间接连通；所述换热管2的管第一介质出口7a在所述第二介质入口9所处的换热单元4的纵向一侧与所述第一腔室3连通，所述换热管2的所述管第一介质出口7a通过所述第一腔室3和第一介质出口7与所述第一介质引出箱14间接连通。

作为变型，还可以将所述换热管2的管第一介质入口6a和所述管第一介质出口7a变换作为第三介质入口11和第三介质出口12，所述板管式换热器还包括，第三介质引入箱17和第三介质引出箱18，分别与所述换热管2的所述第三介质入口11和所述第三介质出口12直接连通或间接连通。例如将所述换热单元4靠近所述第二介质出口10侧的纵向一端的内部腔室分隔出一个通道作为所述第三介质入口6a与所述第三介质引入箱17之间的连接通道，将所述换热单元4靠近所述第二介质入口9侧的纵向一端的内部腔室分隔出一个通道作为所述第三介质出口7a与所述第三介质引出箱18之间的连接通道。

所述板管式换热器还包括两块夹板19，所述两块夹板19平行地设置于由所有所述换热板1和所述换热管2构成的换热主体的两侧，将所述换热主体固定在所述两块夹板19之间。

具体的，本实用新型的板管换热器可以通过以下方式实现热量交换：

例如，第一介质从第一介质引入箱13经所有所述第一腔室3的第一介质入口6流入第一腔室3中，以及经所有所述换热管2的所述管第一介质入口6a流入换热管2中；同时，第二介质从第二介质引入箱15经所有所述第二腔室8的第二介质入口9流入第二腔室8中，这样，第二介质通过换热板1以及换热管2与第一介质进行热交换；换热后的第一介质经所有所述第一腔室3的所述第一介质出口7以及所有所述换热管2的所述管第一介质出口7a从第一介质引出箱14流出。换热后的第二介质经所有所述第二腔室8的第二介质出口10从第二介质引出箱15流出。从而实现热量的交换。

又如，第一介质从第一介质引入箱13经所有所述第一腔室3的第一介质入口6流入第一腔室3中，第三介质经所有所述换热管2的所述第三介质入口11流入换热管2中；同时，第二介质从第二介质引入箱15经所有所述第二腔室8的第二介质入口9流入第二腔室8中，这样，第二介质通过换热板1以及换热管2与第一介质和第三介质进行热交换。换热后的第一介质经所有所述第一腔室3的所述第一介质出口7从第一介质引出箱14流出，换热后的第三介质经所有所述换热管2的所述第三介质出口12从第三介质引出箱18流出。换热后的第二介质经所有所述第二腔室8的第二介质出口10从第二介质引出箱15流出。从而实现热量的交换。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这种简单变型均属于本实用新型的保护范围。

设计图

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主设计要求

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