[发明专利]具有多个用型材连接的模块的板式热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种板式热交换器以及涉及一种制造所述板式热交换器的方法，该板式热交换器包括：

·至少两个模块，其中，每个模块具有多个堆垛形布置的通道，这些通道可交替地由热交换介质穿流并且通过隔片相互分开；

·所述模块整体上是直角平行六面体形的并且在外侧通过盖片限界；

·所述模块以如下方式并排地布置，即，一个直角平行六面体形模块的一个矩形侧面直接相邻另一直角平行六面体形模块的一个相应的矩形侧面；

·所述模块具有用于输入和输出热交换介质的器件以及用于向各个通道上分配热交换介质和由各个通道收集热交换介质的器件（头部）；以及

·其中，至少两个模块具有至少一个共同的头部。

背景技术

经硬钎焊的、由铝制成的板式热交换器在不同压力和温度下被使用在很多设备中。这些设备例如在空气分解、天然气液化的情况下应用或者用于制造乙烯。

这类板式热交换器例如在“The Standards of the brazed aluminium plate-fin heat exchanger manufactures association”ALPEMA报告（ALPEMA report）（2000）中进行了描述。由其中取得的图片在图1中作为现有技术示出并且接下来被描述。

在图1中示出的板式热交换器1用于五个不同的过程流A、B、C、D和E的热交换。热交换器1是块形的并且构成有用于输入和输出各个过程介质的不同器件6。这些器件6接下来地并且在本申请框架内被称为接管。热交换器同样具有用于分配和收集各个过程流A、B、C、D和E的多个器件7，这些器件接下来并且在本申请框架内被称为头部。

板式热交换器1主要包括多个堆垛形布置的通道3，这些通道通过分离片4彼此分离。不同的介质在这些单个的通道3中流动。热交换间接地通过如下热接触来进行，所述热接触通过盖片5和通过在通道中布置的波纹形结构（接下来并且在本申请框架内表示为翅片）来制造。将单个的介质A、B、C、D和E经由接管6引导到头部7中并且因此分配到对应设置的、堆垛形布置的通道3上。在通道的入口区域中有所谓分配翅片2，这些分配翅片引起介质在单个的通道3之内的均匀分配。由此，这些介质横向于翅片3的波纹方向流过通道3。翅片3与分离片4连接，由此来制造强化的导热接触。由此，热交换可以在流到相邻的通道3中的两个不同的介质之间进行。在流动方向上看，在通道的端部处有类似的分配翅片2，这些分配翅片引导介质由通道出来到头部7中，在那里，介质被收集并且经由接管6被排出。这些单个的通道3通过所谓的侧栏8向外封闭。整个热交换器块由多个盖片5来向外限界。

这类板式热交换器出色地适用于至少2种介质的热交换。但是，通过如图1中所示的合适的结构也可以多于2种介质参与热交换。这允许了非常有效的过程控制和有效的热利用或冷利用。

这类板式热交换器例如由铝硬钎焊制成。带有翅片、分配翅片、盖片和侧栏的单个的通道彼此重叠地堆垛，设有焊剂并且在炉中被硬钎焊。然后将头部和接管焊接到通过上述方式产生的块上。

由上面描述的制造方法，由钎焊炉的大小和几何形状也设置了这类板式热交换器的最大的大小。但是，工艺需求经常需要较大的热交换面并且由此较大的热交换器块。为了胜任这些要求，按照现有技术的板式热交换器在这类情况下包括至少两个模块。模块在本申请框架内被理解为在钎焊炉中如开头所述那样制造的热交换器块。多个这类的模块按照现有技术彼此连接并且构成有用于参与热交换的介质的分配和收集的共同头部。在板式热交换器的两个模块之间的连接在此按照现有技术通过侧栏来进行。

在图1中所示的按照现有技术的板式热交换器包括一个模块。为了制造具有多个模块的板式热交换器，将如图1中所示的热交换器块，即没有头部和接管地与第二个这种类型的热交换器块熔焊。在盖片5上，沿该盖片的棱边焊接侧栏。应当与第一模块进行连接的第二模块以如下方式布置，即，这两个模块的两个直接相邻的侧面对应地具有相同的盖片。由直接相邻另一模块的盖片形成的面接下来称为接触面。为了连接，将盖片与在直接相邻的模块的盖片上的侧栏熔焊。这些侧栏因此按照现有技术几乎形成在盖片上的框架。该框架与相邻模块的盖片熔焊并且以这种方式制造在两个模块之间的连接。这两个连接后的模块由此形成新的热交换器块，该热交换器块大于钎焊炉的本身几何形状所允许的。以这种方式可以任意地将很多模块彼此连接成任意大小的热交换器块。在此，两个相邻的模块具有至少一个共同的头部。