[发明专利]板翅式流体处理装置、系统和方法

说明书

板翅式流体处理装置包括活动层，其中每个活动层包括夹在分隔板之间的翅片，从而在分隔板之间限定了活动流体空间。活动层包括具有入口和出口的最外侧活动层。未定层主体位于最外侧活动层附近，并且包括位于分隔板和盖板之间的翅片。该未定层主体具有相对于大气密封的流体空间。压力监测系统与未定层主体的流体空间相连通。紧急泄压装置被配置为当超过预设压力时释放流体空间内的压力。

优先权要求

本申请要求于2017年10月31日提交的美国临时申请第62/579,270号；于2018年3月9日提交的美国临时申请第62/640,981号；和于2018年10月24日提交的美国发明申请第16/169,703号的权益，上述每篇的内容通过引用在此并入。

技术领域

本主题大体上涉及流体处理装置，特别是，涉及具有泄漏检测系统的板翅式流体处理装置和系统以及该系统的操作方法。

背景技术

紧凑型板翅式流体处理装置的特征在于其高“区域密度”，其中其具有很高的热传递表面与热交换器体积之比。因此，其普遍用作加热或冷却过程流体的热交换器，或者用作过程物流与位于该设备中的催化剂相遇的反应器。在某些流体处理应用中，这两个功能可结合在一起。

在板翅式热交换器中，板堆(a stack of plates)可与另外的相邻板之间的翅板、翅片或翅组装在一起，以使板堆隔开不同的流体物流。翅片增加了结构的强度，并且可设置有穿孔或锯齿以为流体提供额外的流动路径。

图1中的20大体上示出了现有技术的板翅式流体处理装置的芯部的简化示例。板翅式装置基本上使用Chart EnergyChemicals,Inc.of La Crosse,Wisconsin的钎焊铝热交换器(BAHX)和反应器的技术。更具体地，如图1所示，通过堆叠如22a-22c处所示的波纹状翅来构造该装置，该波纹状翅由分隔板或板24a和24b隔开，并且沿着侧杆或端杆26a-26f的边沿密封。盖板28a和28b形成该结构的外表面。所有组件通常都由铝制成，并且该组件在真空炉中钎焊以形成整体的刚性的块、主体或芯部。

图1提供了一种简化图示，其中板翅式热交换器的芯部通常特征在于比所示的三层多很多。

如箭头32a和32b所示，流体可以第一方向流动通过翅22a和22c，同时流体可以第二方向流动通过翅22b，该第二方向如箭头34所横切于箭头32a和32b的方向。可替代地，可以图2中的22b'所示的方式配置图1的翅22b，以包括平行于翅22a和22c延伸的翅36，以使通过翅22b'的一部分的流动可与通过翅22a和22c的流动成逆流。当然，其他流动方向在本领域中是已知的。

热交换器芯部的第二个示例大体上如图3中的40所示，其中相应部件使用与图1中相同的编号。如图2(38a和38b)和图3(42a-42e)中所示，具有喷嘴(图2中的44a和44b，图3中的46a-46e)的集管位于翅板的开口端上，流体管路连接到喷嘴以指引流体流动进入该层和接受来自该层的流体流动。

在现有技术中已知的是，包含平行于热交换器堆顶部和底部的活动层的流体流动方向延伸的非活动层。例如，在图1的在盖板28a和最外侧活动翅片22a之间设置了非活动的附加翅片和附加分隔板(非活动翅片被夹在盖板28a和附加分隔板之间)。类似地，在图1的盖板28b和翅片22c之间设置非活动的附加翅板和附加分隔板(非活动翅板被夹在盖板28b和附加分隔板之间)。这些活动层中的每一个都设有端杆和用于压力测试的至少一个集管和喷嘴。在压力测试后，通常用临时塞密封喷嘴开口以在运输和存储期间将水分和碎屑保持在非活动区域之外。操作时去除塞以防止压力积累。

非活动层保护热交换器的活动层免受外力和冲击，例如在运输和安装过程中可能发生的外力和冲击。非活动层还可以为芯部提供更大的表面积以附接集管和其他固定装置。