[发明专利]一种螺旋板式换热器

说明书

本发明提供一种螺旋板式换热器，包括压力套、中心筒、和端盖。其中，中心筒位于压力套内，端盖位于压力套的两端。中心筒内设有隔板，隔板将中心筒的内腔体分割成两个流体通道，至少一个流体通道沿轴向渐缩。压力套和端盖上均设有冷媒出入口和热媒出入口，冷媒出入口和热媒出入口分别通过两个螺旋形通道与两个流体通道连通。两个螺旋形通道交替布置在压力套与中心筒之间。本发明提供的螺旋板式换热器，能够保证流体进入中心筒后匀速流动，避免了中心筒内局部低流速导致结焦，结渣或结垢，保证了换热器的换热和运行效果。

技术领域

本发明涉及热交换装置技术领域，具体涉及一种螺旋板式换热器。

背景技术

螺旋板式换热器是一种新型换热器，传热效率好，运行稳定性高。设备由两张相互平行的钢板卷制成相互隔开的螺旋形流道。螺旋体的外面设置有盖板和压力套，冷热流体分别在两流道内流动进行换热。其具有高湍流自清洗，换热效率高及无流动死区等优点；传统螺旋板式换热器的中心筒结构，隔板均是竖立垂直于中心筒内，使中心筒的两个半圆筒内均属于等截面流道，导致工艺流体进入中心筒时，随着流体的不断流入/流出，不同流道截面上的流速不均，有高有低。

如图1和图2所示，常见螺旋板式换热器的换热核心为螺旋体，由中心筒即两个“半圆管”及两个交替排布外圈通道组成。中心筒内的半圆管壁上有数个轴向排布的开孔，螺旋体换热通道内的冷介质经过开孔流入其中一个半圆通道，另一个的半圆通道中由入口通入的热介质经开孔流入螺旋体换热通道内，冷/热介质流向原理图见图3。传统的中心筒结构，中心的隔板11均竖立垂直于中心筒内，使中心筒的两个半圆通道的各处截面相等。

整个工况运行原理如图3所示，由于采用逆流换热达到换热效果最大化，热流体由中心筒外侧所述端盖上的管口进入中心筒，通过中心筒半圆壁上的由进口向筒底排列开设的开孔进入螺旋换热通道，并于换热后从压力套上的管口排出。而冷介质流体由压力套的管口进入螺旋换热通道，经历换热后由半圆壁上的孔进入中心筒并最终通过中心筒外侧所述端盖上的管口排出。

以图3为例，假设热侧工艺介质进口流量为70立方米/秒，热侧中心筒半圆壁沿上至下有7个开孔，由于传统中心筒结构，隔板是竖立垂直安放于中心筒内，所以流道截面是各处相等，按流量分配，从入口端到筒底流到最后一个孔时流量分配仅剩10立方米/秒，则上端流速明显高于下端。下端局部流速低，易导致流体结焦，结渣或结垢；如上同理，冷侧介质由开孔进入中心筒，汇聚后排出，由于出口在外侧，流量由内往外汇聚，内侧流量分配小，外侧流量分配大，而流道截面是各处相等，即冷侧上端局部流速小，易导致流体结焦，结渣或结垢。

另一种螺旋板式换热器的中心筒结构，不需要在半圆管壁上开孔，而是热流体进入半圆筒后直接流入螺旋体进行换热，这种结构同样也适用上述情况，隔板竖直安放，中心筒内热侧远离进口处及冷侧远离出口处流速会低；进而，也会导致局部流速小的地方，易导致流体结焦，结渣或结垢。

综上所示，传统螺旋板式换热器的中心筒结构，运用在某些工艺介质工况运行时，流速低处易于结焦或结渣及结垢，会降低换热效果，影响工艺系统正常运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种螺旋板式换热器，能够保证流体进入中心筒后匀速流动，避免了中心筒内局部低流速导致结焦，结渣或结垢，保证了换热器的换热和运行效果。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种螺旋板式换热器，包括压力套、中心筒、和端盖。其中，中心筒位于压力套内，端盖位于压力套的两端。中心筒内设有隔板，隔板将中心筒的内腔体分割成两个流体通道，至少一个流体通道沿轴向渐缩。压力套和端盖上均设有冷媒出入口和热媒出入口，冷媒出入口和热媒出入口分别通过两个螺旋形通道与两个流体通道连通。两个螺旋形通道交替布置在压力套与中心筒之间。