一种具有非对称流道结构的LNG冷能梯级利用板翅式换热器的制作方法

本发明涉及换热器，具体为一种具有非对称流道结构的lng冷能梯级利用板翅式换热器。

背景技术：

1、lng气化过程中会释放大量低温冷能，合理回收利用该部分冷能是提升lng综合利用能效、降低工业能耗的关键技术。板翅式换热器凭借结构紧凑、换热比表面积大、低温适配性强的优势，被广泛应用于lng冷能回收换热场景。

2、目前现有lng板翅式换热器多采用对称式流道结构，冷热流体流道尺寸、翅片结构完全一致，结构通用性强，但适配lng冷能梯级利用工况存在明显缺陷。lng气化换热过程中流体温度、流量参数呈动态梯度变化，对称流道无法匹配冷热流体的差异化换热需求，易出现换热温差不均、局部换热冗余、冷能损耗大的问题。同时，对称流道结构难以实现分级、分段的梯度换热，无法根据不同温区的冷能品质匹配对应的换热工序，大量中低品位冷能无法有效回收，整体冷能利用率偏低。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有非对称流道结构的lng冷能梯级利用板翅式换热器，具备段协同作用，大幅提高了单位面积的换热效率，同时避免了局部过热或过冷，实现了冷能沿程的梯度化、精细化回收的优点，解决了换热温差不均、局部换热冗余、冷能损耗大的问题。

3、（二）技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

5、一种具有非对称流道结构的lng冷能梯级利用板翅式换热器，包括换热器壳体、多个换热芯体和多个连通口，多个所述连通口上均设有温度传感器，所述换热器壳体的外表面设置有移动导轨，所述移动导轨的外表面滑动安装有移动架，所述换热器壳体上设置有驱动组件，并通过驱动组件驱动移动架在移动导轨上滑动，调节不同梯级空间的大小；

6、所述换热芯体包括换热板、换热内翅和换热组件，所述换热板位于换热内翅和换热组件之间；

7、所述换热组件包括换热框和滑动块，所述换热框的内部嵌接安装有多个流通组件；

8、所述流通组件包括移动板和活动板架，所述活动板架的两端分别与滑动块相连接，所述滑动块与移动架相连接，所述移动板的一端与活动板架固定连接，所述换热板分别与换热内翅和换热组件的侧边通过密封条密封连接，以保证流道密封性。

9、优选的，所述换热内翅包括固定框架，所述固定框架的内部沿着流道的方向依次设置有平直翅，波纹翅和扰流翅，所述固定框架沿着流道方向的上下两侧均开设有第一密封槽。

10、优选的，所述平直翅，波纹翅和扰流翅的长度和宽度依次增加。

11、优选的，所述扰流翅的数量为两个，两个所述扰流翅分别嵌接安装在所述固定框架沿流道方向的两侧，且所述波纹翅与两个所述扰流翅的连接处分别形成两个流道，所述扰流翅的厚度小于所述波纹翅的厚度。

12、优选的，所述扰流翅包括翅板，所述翅板的内部开设有多个斜孔，，多个所述斜孔排列呈波浪状分布。

13、优选的，所述换热板包括板体和密封条，所述板体上下两侧的四周均开设有封闭槽，所述换热板和换热组件的数量为多个，并交错堆叠组合，所述密封条分别嵌接安装在封闭槽和第一密封槽的内部形成密封的流道。

14、优选的，所述换热组件包括换热框和滑动块，所述换热框的内部嵌接安装有多个流通组件，多个所述流通组件的宽度依次与平直翅，波纹翅和扰流翅相对应，所述换热框上下两侧与流道垂直的方向均开设有第二密封槽。

15、优选的，所述流通组件的两侧均固定连接有弹性密封罩，所述弹性密封罩的侧边固定连通有相接口，所述相接口套设在换热框的侧边，并与连通口相连通。

16、优选的，所述流通组件还包括两个换热壁和两个移动板，两个所述换热壁分别固定安装于所述换热框的两个相对的侧边，所述换热壁与对应的所述移动板之间固定连接有多个柔性分隔片，所述换热壁、所述移动板与所述柔性分隔片共同围成封闭的四边形空间。

17、（三）有益效果

18、与现有技术相比，本发明提供了一种具有非对称流道结构的lng冷能梯级利用板翅式换热器，具备以下有益效果：

19、1、该具有非对称流道结构的lng冷能梯级利用板翅式换热器，通过在换热内翅的固定框架内部沿流道方向依次设置平直翅、波纹翅和扰流翅，并使三者的长度和宽度依次增加，使lng冷能流体在流道内依次经历“快速进入-减速均温-扰动强化”的三阶段梯级换热过程。三段协同作用，大幅提高了单位面积的换热效率，同时避免了局部过热或过冷，实现了冷能沿程的梯度化、精细化回收；

20、2、该具有非对称流道结构的lng冷能梯级利用板翅式换热器，采用多个流通组件的宽度依次与平直翅、波纹翅和扰流翅的宽度相对应，使不同梯级内的流道截面与翅片形式形成非对称匹配。与现有对称流道结构相比，本发明能够根据lng气化过程中流体温度、流量的动态梯度变化，为不同温区配置差异化的流道尺寸和翅片形式，有效解决了对称流道导致的换热温差不均和局部换热冗余问题；

21、3、该具有非对称流道结构的lng冷能梯级利用板翅式换热器，在连通口设置温度传感器，并配合移动导轨、驱动组件、移动架、滑动块和活动板架构成的传动机构，能够根据各梯级进出口温差实时驱动移动板在换热框内滑动，改变柔性分隔片的弯曲程度，从而调节移动板与换热壁之间的流通截面积，使各梯级的换热能力与冷能品质实时匹配，避免了换热冗余或不足，最大限度回收各温区冷能。

22、4、该具有非对称流道结构的lng冷能梯级利用板翅式换热器，在流通组件两侧设置弹性密封罩，该弹性密封罩可随移动板的移动而伸缩变形，始终保持与移动板和换热框侧壁的紧密贴合，确保调节过程中流道内部流体不会泄漏至相邻腔体。同时，相接口与连通口采用固定连接，不随移动部件动作，简化了管路连接。配合换热板与换热内翅、换热组件之间通过密封条嵌接安装在第一密封槽和第二密封槽内形成的多道静态密封屏障，整机在动态调节工况下仍能保持优异的密封可靠性。

1.一种具有非对称流道结构的lng冷能梯级利用板翅式换热器，包括换热器壳体（1）、多个换热芯体（2）和多个连通口（3），其特征在于，多个所述连通口（3）上均设有温度传感器，所述换热器壳体（1）的外表面设置有移动导轨（4），所述移动导轨（4）的外表面滑动安装有移动架（6），所述换热器壳体（1）上设置有驱动组件（5），并通过驱动组件（5）驱动移动架（6）在移动导轨（4）上滑动，调节不同梯级空间的大小；

2.根据权利要求1所述的一种具有非对称流道结构的lng冷能梯级利用板翅式换热器，其特征在于，所述换热内翅（22）包括固定框架（221），所述固定框架（221）的内部沿着流道的方向依次设置有平直翅（222），波纹翅（223）和扰流翅（224），所述固定框架（221）沿着流道方向的上下两侧均开设有第一密封槽。

3.根据权利要求2所述的一种具有非对称流道结构的lng冷能梯级利用板翅式换热器，其特征在于，所述平直翅（222），波纹翅（223）和扰流翅（224）的长度和宽度依次增加。

4.根据权利要求3所述的一种具有非对称流道结构的lng冷能梯级利用板翅式换热器，其特征在于，所述扰流翅（224）的数量为两个，两个所述扰流翅（224）分别嵌接安装在所述固定框架（221）沿流道方向的两侧，且所述波纹翅（223）与两个所述扰流翅（224）的连接处分别形成两个流道，所述扰流翅（224）的厚度小于所述波纹翅（223）的厚度。

5.根据权利要求4所述的一种具有非对称流道结构的lng冷能梯级利用板翅式换热器，其特征在于，所述扰流翅（224）包括翅板（2241），所述翅板（2241）的内部开设有多个斜孔（2242），多个所述斜孔（2242）排列呈波浪状分布。

6.根据权利要求2所述的一种具有非对称流道结构的lng冷能梯级利用板翅式换热器，其特征在于，所述换热板（21）包括板体（211）和密封条（24），所述板体（211）上下两侧的四周均开设有封闭槽（212），所述换热板（21）和换热组件（23）的数量为多个，并交错堆叠组合，所述密封条（24）分别嵌接安装在封闭槽（212）和第一密封槽的内部形成密封的流道。

7.根据权利要求2所述的一种具有非对称流道结构的lng冷能梯级利用板翅式换热器，其特征在于，多个所述流通组件（232）的宽度依次与平直翅（222），波纹翅（223）和扰流翅（224）相对应，所述换热框（231）上下两侧与流道垂直的方向均开设有第二密封槽。

8.根据权利要求7所述的一种具有非对称流道结构的lng冷能梯级利用板翅式换热器，其特征在于，所述流通组件（232）的两侧均固定连接有弹性密封罩（233），所述弹性密封罩（233）的侧边固定连通有相接口（234），所述相接口（234）套设在换热框（231）的侧边，并与连通口（3）相连通。

9.根据权利要求7所述的一种具有非对称流道结构的lng冷能梯级利用板翅式换热器，其特征在于，所述流通组件（232）还包括两个换热壁（2324）和两个移动板（2321），两个所述换热壁（2324）分别固定安装于所述换热框（231）的两个相对的侧边，所述换热壁（2324）与对应的所述移动板（2321）之间固定连接有多个柔性分隔片（2322），所述换热壁（2324）、所述移动板（2321）与所述柔性分隔片（2322）共同围成封闭的四边形空间。