[发明专利]用于处理液体进料的板式热交换器

说明书

本发明涉及一种用于处理液体进料的板式热交换器，该热交换器包括多个连续布置的热交换器板。每个热交换器板限定用于蒸发进料的汽化区段、用于使进料冷凝的冷凝区段、定位在汽化区段与冷凝区段之间的用于分离所蒸发的进料和未蒸发的进料的分离区段、定位在汽化区段与分离区段之间的用于允许蒸发的进料流动的第一通路、定位在板的第一部分中的分离区段与冷凝区段之间的用于允许蒸发的进料流动的第二通路、防止在板的第二部分中的分离区段与冷凝区段之间接入的垫片元件，以及定位在分离区段与第二通路之间的用于减小流动面积的流动引导元件。

技术领域

本发明涉及一种用于处理液体进料的板式热交换器、一种关于用于处理液体进料的板式热交换器的热交换板、关于用于处理液体进料的板式热交换器的垫片，以及一种生产用于处理液体进料的板式热交换器的方法。

背景技术

自许多年以来，已制造了用于海水脱盐的装置，其中，热交换器板的一个或若干个板组形成工艺中的主要构件。SE 464 938 B公开包括设置在圆柱形容器中的板组的此类脱盐设备。热交换器板不具有用于蒸汽的端口，而替代地，在热交换器板外部的空间用作用于蒸汽的一个或若干个流径(取决于工艺的种类)。容器是基本圆柱形的压力器皿。在包括若干个板组的大设备中，这些可放置在圆柱的纵向方向上。在一定程度上，即使可不将若干个容器包括于设备中，容器对于设备的尺寸来说成限制。

申请人公司自若干年以来已生产了一种不带有任何储箱的淡水生成器，其中，汽化、分离和冷凝发生在板组中。细节可在转让给Alfa Laval Corporate AB的国际申请WO2006 / 104443 A1中找到。它公开一种用于脱盐的板式热交换器。该热交换器具有第一和第二板间隙，其在热交换器中以交替顺序形成。第一板间隙形成汽化区段、分离区段和冷凝区段，而第二板间隙形成加热区段和冷却区段。汽化区段用于汽化液体进料(诸如海水)，分离区段用于使汽化的进料与未汽化的进料分离，且冷凝区段用于使汽化的进料冷凝。加热区段加热汽化区段，且冷却区段冷却冷凝区段。分离区段在两个板间隙之间(即，也在第二板间隙中的加热区段与冷却区段之间)延伸。上文提到的热交换器的优点是，它不需要任何容器，因为海水的整个处理在板组中执行。

上文的板式热交换器具有用于加热流体、冷却流体和淡水的居中定位的端口，且用于蒸汽和进料的端口关于热交换器板的中心轴线对称地布置。以该方式，仅需要一种板类型。第一和第二板间隙通过使用两个不同的垫片且使热交换板面对面布置来形成。以该方式，相反板中的波纹将形成交叉形图案。

居中定位的端口和邻近热交换器板边缘的端口意味着(imply)，沿热交换器板的宽度将需要多达六个垫片元件。垫片占据热交换器板上的空间，该空间不能用于工艺。对于大的热交换器，垫片的宽度将与对于小的热交换器的大致相同。对于大的热交换器，由垫片占据的空间可为可忽略的，然而，对于小的热交换器，它可为显著的。

对于可在较小的船只上使用的较小的淡水生成器的需要增加。当如上文论述的那样减小淡水生成器的尺寸时，垫片仍将占用基本相同的空间量。这将使较小的淡水生成器与大的淡水生成器相比面积效率较低。对于需要大的热交换面积来正确操作的冷凝器，这尤其成问题。

对上文问题的一个解决方案是省略居中定位的端口(特别地在冷凝器中)以及使所有的端口布置在热交换板的边缘处。在待审的欧洲专利申请EP19171723.0中提出用于冷凝器的此类设计的一个示例。端口然后可仍关于中心轴线对称地放置，以允许各个板翻转，即围绕中心轴线转动180度，同时保持端口在相同的相对位置处。通过保持端口和垫片槽关于中心轴线对称，仅需要一种板类型。

具有用于冷却流体的居中定位的端口允许用于汽化的进料的通路邻近板的两个边缘放置，然而，将端口仅布置在边缘处意味着，当板的相反侧被用于冷却流体和冷凝器冷凝物的端口时，用于汽化的进料的从分离器到冷凝器的唯一通路仅可邻近板的一个边缘定位。因此，汽化的进料流在分离区段中将是不对称的。实验和仿真已示出，在分离器中的流的分布由此受负面影响，因为较大部分的流将采取在汽化区段与冷凝器之间的最短路径。这继而可导致将未蒸发的流体(即，液滴)从蒸发器携带到冷凝器。