[发明专利]一种碟式换热器

说明书

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，尤其涉及一种碟式换热器。

背景技术

燃气轮机由于单机体积小和输出功率大等特点，广泛应用于电力、航空、石油化工等行业。涡轮轴燃气轮机工作原理是空气经过压气机压缩增压，通过燃烧室燃烧，燃料的化学能转变成燃气的热能和动能，再通过涡轮将热能和动能转变为机械能。机械能有一部分用来驱动压气机，另一部分通过输出轴用来驱动其它设备，可用作直升飞机动力、坦克动力、或者带动发电机发电。间冷回热方法是提高涡轮轴燃气轮机的效率的重要手段，间冷回热循环燃气轮机是在低压压气机和高压压气机之间加入间冷器，利用循环管路中的冷却液与低压压气机出来中引出来的热气进行换热，降低进入高压压气机的空气温度，从而减少了后面高压压气机在压缩空气过程中的消耗的功率；利用燃气轮机出口的回热器将燃气轮机排出的尾气引入回热器加热准备进入燃烧室的空气，这样可以充分利用尾气中的余热。间冷器和回热器的性能对于间冷回热循环燃气轮机的总体性能有着重要的影响。间冷器和回热器，需长期工作在高温差、高压差环境下，容易发生变形和泄露。目前涡轮轴燃气轮机上采用的间冷器和回热器存在结构复杂、流动损失大、容易泄露、不易维护保养的缺点，亟需一种新型结构简洁、流动损失小、不容易泄露、容易维护保养的换热器。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种碟式换热器。

(二)技术方案

本发明提供的一种碟式换热器，其包括蜗壳30、上盖板20、下盖板20’和碟式换热板10，其中，所述碟式换热板10为双面圆形碟状结构，其上表面和下表面的中心部位为圆形区11，圆形区的四周为波纹结构；所 述上盖板20和下盖板20’为尺寸与碟式换热板10匹配的圆形盖板，其朝向外侧的一面设有流体出入口，其朝向内侧的一面上具有与波纹结构对应的肋片；所述蜗壳30为对称设置的双层环形结构，上层环形结构35和下层环形结构36均设有流体出入口；上盖板20的肋片与碟式换热板上表面的波纹结构形成由内至外的流体通道，该流体通道由蜗壳的上层环形结构35所环绕，并与上层环形结构35内部连通；下盖板20’的肋片与碟式换热板下表面的波纹结构形成由内至外的流体通道，该流体通道由蜗壳的下层环形结构36所环绕，并与下层环形结构36内部连通；流入碟式换热器的冷流体和热流体经圆形区11和流体通道实现热交换，并排出碟式换热器。

优选地，所述碟式换热板10的该波纹结构由N个波峰12和N个波谷13围绕圆形区11相间排列形成，波峰12和波谷13形成N个波纹型流体通道，流体通道由中心向外、沿径向分为内环过渡段14、平直段15和外环过渡段16，其中2≤N≤10000。

优选地，所述上、下盖板朝向外侧的一面的中心部位为第一流体出入口21，第一流体出入口21四周沿径向排列N个内环肋片23，其尺寸与碟式换热板的内环过渡段14匹配，内环肋片23沿径向四周为环形平面区22，其宽度与碟式换热板的平直段长度相同，环形平面区22沿径向四周为N个外环肋片24，其分别与N个内环肋片23位置正对，其尺寸与碟式换热板的外环过渡段16匹配，内环肋片23、环形平面区22和外环肋片24分别与碟式换热板的内环过渡段14、平直段15和外环过渡段16相咬合，形成封闭的流体通道，其中2≤N≤10000。

优选地，上、下盖板20、20’和碟式换热板的上、下表面咬合后与蜗壳30密封连接，碟式换热板上、下表面的碟式换热板出口19分别与上、下层环形结构的蜗壳入口31光滑连接，蜗壳入口31连接环状的蜗壳周向通道32，蜗壳周向通道末段为向外侧偏转的蜗壳出口段33，蜗壳出口段顶端为第二流体出入口34。

优选地，所述碟式换热器工作于同向换热模式，即冷、热流体均由第一流体出入口21流入碟式换热器、由第二流体出入口34流出碟式换热器；或均由第二流体出入口34流入碟式换热器、由第一流体出入口21流出碟 式换热器；或者，所述碟式换热器工作于逆向换热模式，即冷流体由第二流体出入口34流入碟式换热器、由第一流体出入口21流出碟式换热器，热流体由第一流体出入口21流入碟式换热器、由第二流体出入口34流出碟式换热器；或者热流体由第二流体出入口34流入碟式换热器、由第一流体出入口21流出碟式换热器，冷流体由第一流体出入口21流入碟式换热器、由第二流体出入口34流出碟式换热器。

优选地，M个所述碟式换热器的第一流体出入口21和第二流体出入口34对应连接，组成串联式碟式换热器组，其中2≤M≤10000。