本發(fā)明屬于換熱器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于汽-液換熱的高效、低壓損的板式換熱器。

背景技術(shù)：

在船舶、魚雷等裝置的動力系統(tǒng)中，閉式循環(huán)蒸汽動力系統(tǒng)具有噪聲小、功率大、效率高等優(yōu)點(diǎn)。為了提高閉式循環(huán)動力系統(tǒng)效率，考慮在冷凝器前加裝回?zé)崞鳎厥獾膽?yīng)用場合要求回?zé)崞骶哂懈咝Ьo湊等特點(diǎn)。板式換熱器具有結(jié)構(gòu)緊湊、比表面積大、換熱系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，是合適的回?zé)崞餍褪街弧Ｄ壳?，國?nèi)外生產(chǎn)的板式換熱器均能滿足板片兩側(cè)物性相近的工質(zhì)換熱，如氣-氣，液-液之間的換熱。對于板片兩側(cè)熱物性差別較大的工質(zhì)，如氣-液之間的換熱，由于液體側(cè)的對流換熱系數(shù)比氣體側(cè)對流換熱系數(shù)大2個數(shù)量級，且單位體積液體的熱容量是氣體的近千倍，因此傳統(tǒng)形式等流道面積板式換熱器不能適用于氣-液之間的換熱。在該類氣-液換熱的情況下，專利號為91210893.2采用冷熱介質(zhì)通道面積成一定比例的方法，滿足工質(zhì)流量比為2:1的工況下的換熱問題。專利號為200610010515.5在上述的基礎(chǔ)上采用不等高的波紋板進(jìn)一步擴(kuò)展了氣液兩側(cè)的流道面積比，取得了更好的換熱效果。特別的，本發(fā)明涉及的蒸汽動力循環(huán)中流經(jīng)回?zé)崞鲀蓚?cè)的汽體和水的質(zhì)量流量相同，采用傳統(tǒng)的板式換熱器會造成汽體流速過高而壓損增大，且換熱效率不佳。采用上述兩種專利的方法仍不能滿足設(shè)計要求，為解決該難題，本發(fā)明設(shè)計了一種新型的板式換熱器。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于汽-液換熱的板式換熱器，本發(fā)明改變了汽側(cè)流體的流程，滿足板式回?zé)崞髌?液質(zhì)量流量相等的應(yīng)用場合，解決冷熱流體熱容量不匹配及阻力損失大的問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種適用于汽-液換熱的板式換熱器，包括換熱段5，所述換熱段5由多個板片6疊加放置組成，通過緊固螺栓3實現(xiàn)緊固；多個板片6疊加形成汽體流道10和液體流道9，汽體流道10和液體流道9相鄰分布，其中形成液體流道9的相鄰板片6間側(cè)面封閉，形成汽體流道10的相鄰板片6間側(cè)面未封閉；所述換熱段5頂部和底部分別與板片6垂直的設(shè)置有進(jìn)液管道1和出液管道2，液體工質(zhì)通過進(jìn)液管道1與板片6連接處的進(jìn)液管間隙1-1進(jìn)入液體流道，經(jīng)過換熱后從出液管間隙2-1流入出液管道2，完成液體工質(zhì)的換熱過程；所述換熱段5側(cè)面設(shè)置有汽體引流通道4，汽體工質(zhì)通過汽體引流通道4進(jìn)入換熱段5內(nèi)的汽體流道；實現(xiàn)汽體工質(zhì)和液體工質(zhì)的叉流換熱。

汽體工質(zhì)從板式換熱器的側(cè)面進(jìn)入，汽體工質(zhì)的入口面積有效增大，進(jìn)而極大的增大汽體工質(zhì)的流量，同時減小壓損；此外還能夠通過調(diào)整汽液側(cè)工質(zhì)的流道面積以滿足不同工況下汽-液換熱問題。

所述板片6中相鄰的兩個板片，其中一個為另一個沿中心線旋轉(zhuǎn)180°放置。

和現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、結(jié)構(gòu)原理簡單：本發(fā)明只需要去掉傳統(tǒng)板式換熱器汽側(cè)流道的部分密封條，同時加裝汽體引流通道即可，易于加工。

2、換熱效率高，阻力損失?。和瑫r汽側(cè)工質(zhì)從換熱器的側(cè)面進(jìn)入換熱段，極大的增加了汽體通道的入口面積，增大了汽體工質(zhì)的流量，提高了汽側(cè)的換熱量，從而實現(xiàn)了汽液兩側(cè)熱容量匹配問題。并且最大限度的縮短了氣體的流程，汽側(cè)工質(zhì)的流程變短可有效地減小阻力損失。

3、本發(fā)明的主流區(qū)域形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，汽液流道的通流面積比可以根據(jù)需要進(jìn)行靈活設(shè)計，具有高度的適用性。

附圖說明

圖1為適用汽-液換熱的板式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為沿垂直于汽體工質(zhì)流向方向的汽-液板式換熱器換熱段的剖面圖。

圖3為適用于形成液側(cè)流道的換熱器板片結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為適用于形成汽側(cè)流道的換熱器板片結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為板片組合后形成的流體流動區(qū)域。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的工作過程進(jìn)行更詳細(xì)的描述。

圖1所示為適用汽-液換熱的板式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖，包括進(jìn)液管道1、出液管道2、緊固螺栓3、汽體引流通道4和換熱段5。整個換熱段5由多個換熱板片6疊加放置組成，通過緊固螺栓3固定。

如圖2、圖3、圖4和圖5所示，液體工質(zhì)從進(jìn)液口1-2進(jìn)入進(jìn)液管道1，進(jìn)液管道1與液體流道9通過進(jìn)液管間隙1-1連通，液體工質(zhì)從進(jìn)液管間隙1-1自上而下經(jīng)過換熱后，從出液管間隙2-1進(jìn)入出液管道2，最終從出液口2-2排出。汽體工質(zhì)通過引流通道4進(jìn)入換熱段5，以垂直于直面的方向(附圖2中以×表示)流過換熱段5。汽液工質(zhì)以叉流的方式換熱。

圖3和圖4分別為適用于形成液側(cè)和汽側(cè)流道的換熱器板片結(jié)構(gòu)示意圖，主要包括換熱板片6、密封條7、緊固螺栓孔8、進(jìn)液口1-2和出液口2-2組成。圖3所示的適用于液側(cè)流道的換熱板片，其密封條保持周向完整。圖4所示的適用于汽側(cè)流道的換熱板片，在AB、CD段去掉部分密封條，為汽體工質(zhì)進(jìn)入換熱段提供入口，以保證汽體可以以垂直于直面的方向進(jìn)入換熱器。

圖5所示為汽－液板式換熱器換熱段內(nèi)部的汽液流道示意圖。箭頭表示液體流道9，×表示汽體流道10?？梢钥闯銎w流道10的通流面積明顯大于液體流道9的通流面積，從而可以實現(xiàn)汽體工質(zhì)以較大流量通過換熱段，以提高汽側(cè)的熱負(fù)荷，進(jìn)而達(dá)到汽液兩側(cè)的熱量匹配。圖5所示的流道，其汽液流道的通流面積比可以根據(jù)實際的汽液兩側(cè)的熱量比進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)，具有廣泛的適用性。