一种工业级微通道换热器的制造方法_2

文档序号:8940655阅读:来源:国知局
可以是通过中间媒介间接连接,可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0043]此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”、“多组”、“多根”的含义是两个或两个以上。
[0044]结合图1-8说明本实施方式,本实施方式的一种工业级微通道换热器,包括冷流体进口封头法兰组合1,热流体进口封头法兰组合2,固定吊耳3,换热核心4,热流体出口封头法兰组合5,冷流体出口封头法兰组合6和滑动吊耳7,其中:冷流体进口封头法兰组合1、热流体进口封头法兰组合2、热流体出口封头法兰组合5,冷流体出口封头法兰组合6分别连接在换热核心4的各个端面上;所述换热核心4由换热核心单元通过焊接的方式并联组成一个整体,以完成换热介质的热交换;
[0045]换热核心单元,包括热流板41,冷流板42和端板43,其中:热流板41,冷流板42和端板43焊接为一个整体,热流板41和冷流板42平行交替堆栈在一起形成堆栈堆,冷流板42位于堆栈堆的首末位置,堆栈堆的两侧设有并列排布的端板43 ;冷流体进口封头法兰组合I覆盖全部冷流板42的入口,冷流体出口封头法兰组合6覆盖全部冷流板42的出口,从而形成联通的冷介质流域;热流体进口封头法兰组合2覆盖全部热流板41的入口,热流体出口封头法兰组合5覆盖全部热流板41的出口,从而形成联通的热介质流域;
[0046]固定吊耳3与滑动吊耳7分别固定于换热核心4两侧的端板43上。
[0047]冷流体进口封头法兰组合1,热流体进口封头法兰组合2,热流体出口封头法兰组合5和冷流体出口封头法兰组合6通过焊接的方式,固定连接于换热核心4的对应的端面上,分别与热流板平行流道411和冷流板平行流道421形成连通的工质流域。
[0048]焊接,方法为气体保护焊、埋弧焊、压力焊,钎焊或扩散焊。
[0049]热流板41,冷流板42和端板43通过扩散焊接的方式成为一个整体。热流板41、冷流板42和端板43的厚度相等。热流板41,通过蚀刻的方式在金属平板上加工出热流板平行流道411 ;所述冷流板42通过蚀刻的方式在金属平板上加工出冷流板平行流道421。热流板平行流道411和冷流板平行流道421平行交错布置,所述热流板平行流道411和冷流板平行流道421之间相差半个相邻热流板41和冷流板42之间的距离。
[0050]换热核心4,相邻两个换热核心单元的交界面处加工有排气孔,将高温空气释放,减小焊缝载荷。
[0051 ] 热流板41的外边沿平板部分412和冷流板42的外边沿平板部分422的宽度与单侧端板的厚度之和相差不大于2_。
[0052]单侧端板43厚度之和比热流体封头法兰组合2中与换热核心4相接触的端面23的厚度大5mm。
[0053]固定吊耳3,包括立板,底板和立筋,其中:立板和底板垂直连接,立筋与立板和底板垂直连接;底板上设有圆孔,以便对其螺栓孔;立筋上设有吊孔,以便固定吊钩。
[0054]滑动吊耳7,包括立板71,底板72和立筋73,其中:立板71和底板72垂直连接;立筋73与立板71和底板垂直连接,底板72上设有长圆孔74,以便对其螺栓孔,立筋73上设有吊孔75,以便固定吊钩。
[0055]热流体进口封头法兰组合2包括法兰21和封头22,法兰21与封头22垂直密封连接,冷流体进口封头法兰组合1、热流体进口封头法兰组2、热流体出口封头法兰组合5和冷流体出口封头法兰组合6结构相似,尺寸不同,均由法兰和封头组合连接而成。
[0056]本发明换热器中冷流体由冷流体进口封头法兰组合I进入,分别流至每个并联的换热核心单元,流经各个热流板平行流道411,各换热核心单元流出的流体一起汇总,由冷流体出口封头法兰组合6流出,每个换热核心单元以并联的方式连接。
[0057]滑动吊耳7上设有长圆孔74,在工作过程中,换热核心4在受冷热温度变化时会热胀冷缩产生微变形,通过设置长圆孔74可以抵消换热核心4由热胀冷缩产生微变形。
[0058]本发明将若干个相邻的换热核心4通过焊接的方式形成统一的整体,如图1所示,使换热器的换热能力可以理论上无上限的增大,组成每个换热核心的热板片41和冷板片42的进出口均与金属板的边沿联通,如图2所示,使进出口可以自由的布置在换热器的四个端面上,或端面的一部分上,增强了进出口布置的自由度,并通过封头将布置在换热器端面的大量彼此独立的进出口集中在一个独立的空间内,使工质可以流入或流出换热器核心,如图1至图3所示。根据换热器的流阻要求和其他性能要求,可以选择不少于一种结构的流板,如图4至图6所示,扩散焊接成换热核心4,增强了微通道换热器对于实际工况的适应能力。根据换热器的实际使用情况,换热器板片的尺寸和微通道的布置方式是可以广泛调节的,从而保证了封头的尺寸具有很大的变化区间,进而使接口法兰对外部管线具有很强的适应性。
[0059]本发明相对现有换热器在换热能力、换热效率、结构紧凑度,重量等方面取得了显著的进步,现有换热器的换热面积一般仅能在200-500m2/m3,进口换热器换热效率最高仅达85%,经试验测定本发明换热器换热面积可高达1000m2/m3,热效率可高达98%?99%,同时本发明结构紧凑,重量轻,6MW的换热器重量仅14吨,而现有换热器6MW的换热器重量约100吨。本发明换热器在换热面积相比于现有换热器提高了 100% -400%,换热效率提高了13% -14%,重量减轻了 86吨,约61.4%o
[0060]虽然本发明已以较佳的实施例公开如上,但其并非用以限定本发明,任何熟悉此技术的人,在不脱离本发明的精神和范围内,都可以做各种改动和修饰,因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
【主权项】
1.一种工业级微通道换热器,其特征在于,包括冷流体进口封头法兰组合(I),热流体进口封头法兰组合(2),固定吊耳(3),换热核心(4),热流体出口封头法兰组合(5),冷流体出口封头法兰组合(6)和滑动吊耳(7),其中:冷流体进口封头法兰组合(1)、热流体进口封头法兰组合(2)、热流体出口封头法兰组合(5),冷流体出口封头法兰组合(6)分别连接在换热核心(4)的各个端面上;所述换热核心(4)由换热核心单元通过焊接的方式并联组成一个整体; 所述换热核心单元,包括热流板(41),冷流板(42)和端板(43),其中:热流板(41),冷流板(42)和端板(43)焊接为一个整体;热流板(41)和冷流板(42)平行交替堆栈在一起形成堆栈堆,冷流板(42)位于堆栈堆的首末位置,堆栈堆的两侧设有并列排布的端板(43);冷流体进口封头法兰组合(I)覆盖全部冷流板(42)的入口,冷流体出口封头法兰组合(6)覆盖全部冷流板(42)的出口,从而形成联通的冷介质流域;热流体进口封头法兰组合(2)覆盖全部热流板(41)的入口,热流体出口封头法兰组合(5)覆盖全部热流板(41)的出口,从而形成联通的热介质流域; 所述固定吊耳(3)与滑动吊耳(7)分别固定于换热核心(4)两侧的端板(43)上。2.根据权利要求1所述换热器,其特征在于,所述焊接,方法为气体保护焊、埋弧焊、压力焊,钎焊或扩散焊。3.根据权利要求1所述换热器,其特征在于,所述热流板(41)、冷流板(42)和端板(43)的厚度相等;所述热流板(41)和冷流板(42),为横流板、纵流板、曲折流板或任意组入口 ο4.根据权利要求1所述换热器,其特征在于,所述热流板(41),通过蚀刻的方式在金属平板上加工出热流板平行流道(411);所述冷流板(42)通过蚀刻的方式在金属平板上加工出冷流板平行流道(421)。5.根据权利要求4所述换热器,其特征在于,所述热流板平行流道(411)和冷流板平行流道(421)平行交错布置,所述热流板平行流道(411)和冷流板平行流道(421)之间相差半个相邻热流板(41)和冷流板(42)之间的距离。6.根据权利要求1所述换热器,其特征在于,所述换热核心(4),相邻两个换热核心单元的交界面处加工有排气孔。7.根据权利要求1所述换热器,其特征在于,所述热流板(41)的外边沿平板部分(412)和冷流板(42)的外边沿平板部分(422)的宽度与单侧端板的厚度之和相差不大于2mm ο8.根据权利要求1所述换热器,其特征在于,所述单侧端板(43)厚度之和比热流体封头法兰组合(2)中与换热核心(4)相接触的端面的厚度大5_。9.根据权利要求1所述换热器,其特征在于,所述所述固定吊耳(3),包括立板,底板和立筋,其中:立板和底板垂直连接,立筋与立板和底板垂直连接;底板上设有圆孔,立筋上设有吊孔。10.根据权利要求1所述换热器,其特征在于,所述滑动吊耳(7),包括立板(71),底板(72)和立筋(73),其中:立板(71)和底板(72)垂直连接,立筋(73)与立板(71)和底板垂直连接;底板(72)上设有长圆孔(74),立筋(73)上设有吊孔(75) ο
【专利摘要】本发明公开了一种工业级微通道换热器,属于油气生产技术领域。包括冷流体进口封头法兰组合,热流体进口封头法兰组合,固定吊耳,换热核心,热流体出口封头法兰组合,冷流体出口封头法兰组合和滑动吊耳;换热核心由换热核心单元通过焊接的方式并联组成一个整体;换热核心单元,包括热流板,冷流板和端板,热流板,冷流板和端板焊接为一个整体;固定吊耳与滑动吊耳分别固定于换热核心两侧的端板上。本发明换热器换热能力强,换热效率高,换热面积可高达1000m2/m3热效率可高达98%~99%,同时本发明结构紧凑,重量轻,6MW的换热器重量仅14吨。本发明换热器相比于现有换热器换热面积提高了100%-400%,换热效率提高了13%-14%,重量减轻了86吨,约61.4%。
【IPC分类】F28F3/02, F28D9/00, F28F9/18
【公开号】CN105157456
【申请号】CN201510622412
【发明人】韩芳明, 刘俊秀, 肖波, 阮青文, 吕新哲
【申请人】航天海鹰(哈尔滨)钛业有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月25日
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