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设计计算
蜂窝紧凑结构螺旋板换热器
宋虎堂,李培宁
(华东理工大学,上海200237)
摘要:高效、紧凑换熱器是目前最有发展前途的新型换热设备,综合吸纳了板式、板翅式及螺旋板
换热器的优点,开发出一种新型蜂窝紧凑结构螺旋板换热器,详细介绍了该换热器的结构特点、优
越性及应用场合,便于更好地推广应用。
关键词:螺旋板捩热器;紧凑结构;蜂窝式
中图分类号:1TQ051.5;T050.2文献标识码:A文章编号:1001-4837(2010)04-0013-03
doi:10.3969/j.jisn.1001-4837.2010.04.004
Honeycomb Type Spiral Plate Exchangers
SONG Hu-tang, LI Pei-ning
(East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China
Abstract The high effective and compact heat exchanger is the most development prospect type of heat
exchangers. The honeycomb type spiral plate exchanger has been developed by authors, taking the ad
vantages and excluded the disadvantages from the structures of all current compact heat exchangers, in
cluding the plate type heat exchangers, the plate-fin heat exchangers and the spiral plate heat exchang-
ers. The construction features, advantages and application of this kind of heat exchangers are described
in this paper
Key words: spiral plate heat exchanger; compact structure; honeycomb type
的高效紧凑换热器。
1引言
2蜂窝换热的结构特点
蜂窝紧湊结枃螺旋板换热器,它是采用和
板式换热器传热板相似的带有压槽(坑)的1mm
对板式、板翅式及螺旋板式等换热器2“6的
薄金属板取代螺旋板换热器的螺旋板,用薄板上结构性能综合分析可知,从承受介质压力的能力
密布的凹坑取代稀疏的定位柱,构成蜂窝巢状内看,板式、板翅式换热器传热元件(板片)远远优
胆的新型蜂窝螺旋板换热器。
于螺旋板换热器的内件(螺旋板);螺旋板换热器
该换热器的结构综合了板式、板翅式和螺旋的筒状外壳又远远优于板式换热器的厚平板外
板式3种换热器的优点,摈弃其缺点,通过结构集壳;从内件的传热系数及单位传热面积金属消耗
成及优化而成。它是一种可用于高压介质、结构量来看,板式、板翅式换热器的内件远优于螺旋板
紧凑、金属消耗量低、传热高效、制造也不太复杂换热器的内件;从2种换热器介质流程、温差及处
CPVT
蜂窝紧凑结构螺旋板换热器
Vol27.No42010
理量等方面,螺旋板换热器总体结构又优于板式
板翅式换热器的总体结构。
在分析比较的基础上,提出了这种新型结构
换热器一一蜂窝紧凑螺旋板换热器。该换热器外
部结构采用普通螺旋板式换热器的圆筒体结构,
内部用作传热面的螺旋板改用与板式换热器传热
板相似的具有压槽(坑)的薄不锈钢传热板卷制
而成,构成一种宏观上看起来是螺旋板换热器,从
传热面看却是蜂窝(巢)状紧凑结构,既像板式又
像板翅式的紧湊式换热器,其结构如图1所示。
图3圆柱台型蜂窝板
惯性离心力强化传热的作用,可创造出不比板式
换热器传热系数逊色的换热器。
中间隔板物)端
道
该换热器的传热板在高压介质的作用下,通
过密布的凹坑的凸出高度的支撑,相邻两板紧紧
板
内筒体
接管
压在一起,凹坑起了定距柱的作用,但此“定距
外壳
蜂窝换.
柱”并不需要焊接,冲压的数量也没有限制。众
热板
圆钢封条
所周知,多支承平板承受均布载荷的介质压力的
端板
通道
能力与支撑点的间距的平方成反比,密布支撑点
的薄板可以承受很高的介质压力。多支撑点的凹
坑将圆筒状的内、外压压力容器转化为以支撑点
图1蜂窝紧湊螺旋板换热器模型示意
间距为尺寸的多腔体承压结构,像板翅式换热器
该换热器蜂窝螺旋板结枃是改造继承、移植
螺旋板面上叮的蜂巢中的一个个蜂窝,从而可以具有板翅式换
热器的结构紧凑、传热效率高的优点。螺旋板换
压制出各式各样的沟槽形状及尺寸,既可压制成
热器有足够厚度的圆柱形外壳,承受内压能力是
人字型,又可压制成圆柱台、圆碟、长条型等
很强的,将所有螺旋板包扎在一起,所以在支撑点
如图2,3所示。
处的凹坑与相邻板之间并不需要焊接,从而克服
了板翅式换热器各板翅之间需要钎焊的缺点,大
大减少了加工费用。在设备大型化方面也比板翅
式换热器及板式换热器更为有利
应该指出的是,为了保证层板之间相互的良
好支撑,螺旋板囿上的沟槽应按一定规律排布,防
止一层板凹槽(坑)落入另一层板的凹坑中,宜使
上、下两板的凹坑(沟槽)在换热器轴向上的位置
相互错开,或上下板凹槽(包括人字纹凹槽)的方
向错开。
图2人字型蜂窝板结构示意
蜂窝换热器外壳结构,利用普通螺旋板换热
关于沟槽的形状及尺寸,从强化传热的角度器的圆筒外壳结构,其设计制造技术已相当成熟。
看,凹凸槽的优化设诜已相当成熟,为提高板式换蜂窝换热器内部螺旋蜂窝板卷制成型与普通螺旋
热器传热系数,以瑞典阿法拉伐公司为代表的板板换热器略有不同,要求板与板之间蜂窝紧贴在
式换热器制造厂在压槽型式优化方面已取得了大一起,形成蜂窝结构,如图4所示,其卷制成型技
量科技成果,我国板式换热器制造商也积累了很术可以借鉴卷板式多层高压容器制造技术经
多实践经验,若将这些成果移植到文中提出的蜂验?,筒体外壳箍紧螺旋体,如同多层包扎容器
窝紧凑结构螺旋板换热器上,再加上螺旋通道的的外层层板包紧内层一样。所不同的是多层卷板