一种适用于含砂流体的振荡清洁式板式换热器的制作方法

本技术涉及换热设备，具体涉及一种适用于含砂流体的振荡清洁式板式换热器。

背景技术：

1、在石油开采领域，节能降耗与环境保护是实现可持续发展的关键。从地下采出的高温井流物（油、气、水、砂的混合物）中蕴含着巨大的热能。利用板式换热器对这部分热能进行回收，例如用于预热低温井流物或为油田生活区供暖，是油田节能的重要措施。

2、然而，板式换热器在该领域的应用面临一个严峻的挑战：井流物，特别是采出水中，普遍含有地层带来的砂砾、泥沙等固体颗粒。板式换热器为了追求高换热效率，其内部流道设计得非常狭窄（通常只有几毫米）。当这些含砂流体流经换热器时，会夹挤在流道中，流道内极易发生堵塞。

3、这种堵塞不仅会急剧降低换热器的热交换性能，导致热能回收效率大打折扣，还会显著增加流体的泵送压力，额外消耗电能。传统的解决方法，如设置前置过滤器，只能拦截较大颗粒，对细小砂砾作用有限；而如果前置过滤器失效，或随着时间推移一旦发生堵塞，唯一的有效手段就是停机、拆解整个换热器，进行耗时耗力的物理清洗。对于连续生产的油田而言，频繁的停机维护是难以接受的。

4、现有技术中，如公开号为cn119533167a的发明专利，给出了通过碰撞、振动方式来清洁板式换热器的技术手段，但碰撞是通过位于换热器外部的装置作用在换热器两侧的端板上得以实现，而不是直接作用在换热器的板片组上。板式换热器的板片组是由多片薄金属板和弹性密封垫片层叠压紧而成，更重要的是板间还充满流体。这种结构对机械振动的阻尼效应非常显著。当冲击力作用于厚重的端板时，能量在向内部传递的过程中会急剧衰减，无法实现对整个换热器内部板片之间流道的有效清洁，且整体结构繁杂，不利于实际生产安装。

5、因此，针对石油领域含砂井流物热回收的特殊工况，迫切需要一种结构简单实用、能够抵抗砂砾堵塞、并能在不中断运行的情况下进行有效物理清洁的新型板式换热器。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种专门为处理含砂流体而设计的、能够在不停机的情况下通过机械振荡方式清除内部砂砾沉积、防止流道堵塞的振荡清洁式板式换热器。

2、为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

3、一种适用于含砂流体的振荡清洁式板式换热器，包括由上导杆、下导杆、导杆支架和固定端板组成的框架结构，框架结构内设有活动端板和若干板片，若干板片被夹紧在固定端板和活动端板之间，还包括振荡导杆，振荡导杆贯穿固定端板、活动端板和若干板片，相邻板片之间设有固定在振荡导杆上的挡环，振荡导杆从固定端板和活动端板上穿出的位置设有轴向密封件。

4、本实用新型通过引入一根可轴向高频往复运动的振荡导杆，并利用其上固定的挡环与每一片换热板片形成联动。当外部对振荡导杆施加周期性的轴向冲击力时，该力通过挡环精确地传递给所有板片，使整个板片组产生一种“抖动”或“颤振”效果。这种高频、小幅的机械振荡能够有效破坏砂砾在板片表面的沉积平衡，使已沉积的砂砾层松动、悬浮，并随主流体被冲刷出换热器。这就从根本上解决了因砂砾堆积导致的堵塞问题，实现了在线、实时的物理清洁，保障了热能回收系统的长期稳定高效运行。

5、作为本实用新型的一种优选实施方式，所述挡环的轴向厚度与相邻板片之间的距离相等。

6、作为本实用新型的一种优选实施方式，所述的振荡导杆上开有与挡环数量相等的环形凹槽，环形凹槽的宽度与挡环的轴向厚度相等，挡环为c型，挡环卡在所述的环形凹槽内。这种设计巧妙地解决了振动部件与板片的可拆卸连接问题，为必要的大修提供了便利。

7、作为本实用新型的一种优选实施方式，振荡导杆从固定端板和活动端板上穿出的位置设有限位结构，所述的限位结构包括限位螺栓和压缩弹簧，振荡导杆两端均设有外螺纹，限位螺栓拧紧在振荡导杆上，限位螺栓与轴向密封件之间设有环绕在振荡导杆上的压缩弹簧。

8、作为本实用新型的一种优选实施方式，振荡导杆一端从导杆支架穿过，振荡导杆的该端设有锤击头，锤击头带有内螺纹，锤击头与振荡导杆通过螺纹连接。

9、作为本实用新型的一种优选实施方式，上导杆从活动端板顶部穿过，活动端板顶部设有导轮，活动端板的导轮位于上导杆上方。这种结构可减小活动端板拆装时的摩擦力。

10、作为本实用新型的一种优选实施方式，上导杆底部带有倒t型挂耳，板片顶端开有与倒t型挂耳相适配的挂槽，板片顶端的挂槽卡在上导杆底部的倒t型挂耳上。倒t型挂耳对板片起到定位作用。

11、作为本实用新型的一种优选实施方式，所述的轴向密封件为填料密封。

12、本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：

13、1.强效清砂防堵：针对油田井流物中普遍存在的砂砾问题，提供了直接有效的在线物理清洁手段，能够持续保持流道通畅，从根源上避免了堵塞的发生，确保了换热效率不因污堵而衰减。

14、2.提高生产连续性：清洁过程无需停机、无需拆解设备，最大程度地减少了因维护造成的生产中断，经济效益显著。

15、3.结构简单巧妙，便于维护：采用c型卡环等可拆卸结构，在实现创新功能的同时，依然保留了板式换热器固有的便于离线检修的优点。

1.一种适用于含砂流体的振荡清洁式板式换热器，包括由上导杆（1）、下导杆（2）、导杆支架（3）和固定端板（4）组成的框架结构，框架结构内设有活动端板（5）和若干板片（6），若干板片（6）被夹紧在固定端板（4）和活动端板（5）之间，其特征在于，还包括振荡导杆（8），振荡导杆（8）贯穿固定端板（4）、活动端板（5）和若干板片（6），相邻板片（6）之间设有固定在振荡导杆（8）上的挡环（14），振荡导杆（8）从固定端板（4）和活动端板（5）上穿出的位置设有轴向密封件（11）。

2.根据权利要求1所述的适用于含砂流体的振荡清洁式板式换热器，其特征在于，所述挡环（14）的轴向厚度与相邻板片（6）之间的距离相等。

3.根据权利要求1或2所述的适用于含砂流体的振荡清洁式板式换热器，其特征在于，所述的振荡导杆（8）上开有与挡环（14）数量相等的环形凹槽（15），环形凹槽（15）的宽度与挡环（14）的轴向厚度相等，挡环（14）为c型，挡环（14）卡在所述的环形凹槽（15）内。

4.根据权利要求1所述的适用于含砂流体的振荡清洁式板式换热器，其特征在于，振荡导杆（8）从固定端板（4）和活动端板（5）上穿出的位置设有限位结构，所述的限位结构包括限位螺栓（12）和压缩弹簧（13），振荡导杆（8）两端均设有外螺纹，限位螺栓（12）拧紧在振荡导杆（8）上，限位螺栓（12）与轴向密封件（11）之间设有环绕在振荡导杆（8）上的压缩弹簧（13）。

5.根据权利要求1所述的适用于含砂流体的振荡清洁式板式换热器，其特征在于，振荡导杆（8）一端从导杆支架（3）穿过，振荡导杆（8）的该端设有锤击头（9），锤击头（9）带有内螺纹，锤击头（9）与振荡导杆（8）通过螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的适用于含砂流体的振荡清洁式板式换热器，其特征在于，上导杆（1）从活动端板（5）顶部穿过，活动端板（5）顶部设有导轮（10），活动端板（5）的导轮（10）位于上导杆（1）上方。

7.根据权利要求1所述的适用于含砂流体的振荡清洁式板式换热器，其特征在于，上导杆（1）底部带有倒t型挂耳（16），板片（6）顶端开有与倒t型挂耳（16）相适配的挂槽（17），板片（6）顶端的挂槽（17）卡在上导杆（1）底部的倒t型挂耳（16）上。

8.根据权利要求1所述的适用于含砂流体的振荡清洁式板式换热器，其特征在于，所述的轴向密封件（11）为填料密封。