[发明专利]用于压力容器端部的结构、实施方法及其应用

说明书

技术领域

本发明的目的是根据权利要求1的前述部分所述的用于最适用于板式热交换器的压力容器的端部的结构，所述结构用于降低由内部压力变化和温度变化而造成的移动改变和振动的有害影响。本发明还涉及根据权利要求7所述的方法以及涉及根据权利要求12所述的应用。

发明目的

本发明最优选地涉及板式热交换器的压力容器，但根据本申请的结构也适用于其他类型的热交换器和压力容器，在其他类型的热交换器和压力容器中使用本文公开的发明是有益的。更特别地，用于最适用于板式热交换器的压力容器的端部部件的结构降低由内部压力变化和温度变化而造成的移动改变和振动的影响，所述影响经常造成结构损坏。

背景技术

文献US 3834544 A、WO 0218758 A2、JP H0829077 A和EP 1163968 A2描述了本领域的总体状态，但它们没有公开根据本发明的端部结构以及利用所述端部结构可获得的技术优点。

特别地，板式热交换器中的一个关键问题是它们的端部结构接收由介质施加的内部压力的能力。在耐用的端部板之间放置板堆叠体在本领域中是公知的，所述板堆叠体由通常通过橡胶垫间隔开的传热板形成。所述板堆叠体通过固定到端部板的拉杆而被压紧。

当在一体化的壳体内布置热交换器堆叠体时，尽可能精确地基于空间的压紧结构可以用于将板堆叠体压紧并且保持所述板堆叠体到位。各种类型的配合部件、配合密封件以及甚至弹簧结构可以用作额外的辅助。

然而，当将彼此支撑的薄的传热板(所述传热板经常多于一百块)堆叠成均匀压紧且固定的堆叠体时，不可能避免经受压力和温度的传热板的鼓面状表面移动。

已经尝试通过利用钎焊网格将分离的传热板在内部彼此基本结合，所述钎焊网格包括在板之间的每个支撑点中的钎焊点。因此，产生了完全刚性的网状结构，在该情况下，所述钎焊网格接收施加在端部部件上的压力。

在这些结构中的问题是钎焊材料不能是与板材料相同的材料，所述板材料通常是不锈钢。钎焊料将会在低于板材料的温度下熔化。已知对水生生物有毒的铜通常用作钎焊料。

此外，就板式热交换器的压力容器的结构整体性而言，严重的缺陷与通过钎焊制造的板式热交换器有关联。连结传热板的钎焊网格的腐蚀以及由此所导致的强度劣化会造成不期望的和预料不到的断裂以及甚至爆炸。

本专利申请最优选地涉及板式热交换器的压力容器，但根据本申请的结构也适用于其他类型的热交换器和压力容器，在所述其他类型的热交换器和压力容器中使用本文公开的发明是有益的。

上面提到的是由在20世纪70年代开始被广泛地使用的具有橡胶垫的结构开始的板式热交换器的结构。将传热板彼此钎焊在一起的技术在20世纪80年代中期开始使用。这两种热交换器结构在很多情况下替代了之前使用的管式热交换器。从20世纪90年代初，在板式热交换器中采用通过焊接来制造板式热交换器的整个结构的技术。

目的在于研发具有更好强度和更好抗腐蚀性的热交换器产品。与管式热交换器相比，早先已经获得了小且紧凑的结构。

常常厚度为0.7mm的薄的防锈传热板在其边缘处开始通过焊接而彼此连接，使得每个第二板间隙与属于同一组的其他板间隙一起形成其自己的防泄漏腔和形成自己的热交换回路，经由所述热交换回路，能够发生介质流过热交换器的流动。从交替的板间隙传热。在这些结构中，板边缘、流动孔和它们的焊接缝交替。形成一种热交换器盒，所述热交换盒不能耐受内部压力，而是尝试以手风琴的方式展开。

一般的解决方案是将以此方式制造的热交换器盒放置在耐压力容器内并且将所述热交换盒的端部部件支撑成抵靠在所述容器的端部上。如上所述，该盒结构被尽可能紧地装配和压紧，从而将端部支撑成抵靠在支撑板上。

热交换器的实施、压力和温度极大地改变。介质在其腐蚀性、在与其发生相变的液体还有气体方面可以是不同的。连通到介质流的具有各种泵、调整装置和开/关阀的系统增加了操作条件的复杂性和多样性。

当造成介质回路变化的上述因素相组合时，在热交换器内容易产生温度和压力的不同变化。这些变化的速度可改变和影响热交换器结构的耐久性。产生压力冲击和压力振荡，所述压力冲击和压力振荡作用在通过焊接联接的所有结构部件上，特别是作用在板式热交换器的薄板的通过焊接连接的边缘接头上，以及作用在流动孔位置处的接头上。该应力负载造成不锈钢硬化以及因硬化结果而引起的断裂。

包含在流动介质中的氯离子和/或氟离子加速该损坏的开始。当温度升高时很低的浓度就会引发腐蚀。这些低浓度通常存在于自来水中，并且在温度低于100℃的这种自来水中会出现腐蚀。