承压支撑式换热器的制作方法

1.本实用新型涉及一种换热器，具体的说是一种承压支撑式换热器，该换热器广泛应用于石化、冶金、电力、船舶、轻工、机械、供热、空调等行业，是国家节能减排倡导的重点发展设备。


背景技术：

2.现有的可拆板式换热器密封方式基本是采用软性密封的方式，即每张换热板片都设计有垫片槽结构，通过与之配套的密封垫片实现介质之间及介质与外界之间的密封。通常密封垫片都是使用一定压缩比大于20％以上的橡胶材料制作，厚度大于相邻的两片换热板片波纹深度，可拆板式换热器被扭矩夹紧后利用密封材料的回弹性实现板式换热器的密封。
3.橡胶类材质密封垫片在换热器设备中对介质腐蚀性耐受范围窄，温度耐受最高200℃左右在换热器设备中最低。应用领域受到了很大的限制。其次就是橡胶密封垫片在使用过程中，受腐蚀、温度、压力的影响会出现物理指标衰减、橡胶变硬、弹性变低导致可拆板式换热器，因受橡胶密封垫片回弹性能衰减而出现渗漏，如参照法兰的加力紧固密封方式完全可以解决轻微渗漏问题，但可拆板式换热器每对换热板片是靠换热板片上压制的波纹相互支撑，换热板片波纹及四周的密封槽形状所能承受的机械压力远远小于密封夹紧螺栓的夹紧压力，故可拆板式换热器在总装时换热板束必须留有最小夹紧尺寸((换热板片波纹深度 板片厚度)x换热板片数＝夹紧尺寸)，这时对于橡胶密封垫片回弹衰减所产生的渗漏用加力紧固的方法就无法实现，因为如果换热板片受到外力挤压就会使换热板片波纹和密封槽变形导致更严重的泄漏，甚至换热板片报废。
4.上述组合形式、密封方式形式注定了传统的可拆板式换热器存在以下缺点和不足，具体表现在：
5.1、换热板片靠自身刚度承受来自换热腔体内的压力，抗压力波动能力差，承压能力不稳定，承压效果差；
6.2、耐温范围小，耐温效果受材料工艺限制，长时间在高温或低温下运行，密封垫片易老化，抗温度波动能力差；
7.3、耐腐蚀能力不稳定，介质接触板片和垫片两种材料，容易形成电位差腐蚀；
8.4、密封垫片的材料加工过程中容易出现缺陷导致换热器局部失效或老化加快而发生泄露；
9.5、应用局限性大，不适用于有毒有害介质换热使用；
10.6、组装过程中需要保证平整精度高，夹紧不均匀会导致局部泄露；
11.7、反复拆卸容易导致密封垫提前失效增加维护成本；
12.8、受其模具和结构限制，通常接口尺寸固定，内部结构固定，适用的工况条件有限，只能适用一定的流量范围，一定的两侧流量比。
13.针对可拆板式换热器所存在的上述设计缺陷，设备制造厂又把制造工艺回到焊接
类换热器制造的方法(如管壳式换热器、翅片管空冷器等，将换热管端头焊接固定到管板上的方法制造出全焊接板式换热器，其特征就是取消了可拆板式换热器的橡胶密封垫片，专利cn202274786u在换热板片的边四周用焊接的方法，将所需的n张换热板片，以相邻的两张换热板片为一对横向边、纵向边依次焊接成不同开口方向的一个整体，用这种方式来解决可拆板式换热器出现的缺陷。由于这种方法制造的全焊接板式换热器，在换热板片压制、焊接等环节产生的应力聚集在换热板片内，使用时与工艺介质产生的热应力合并释放出震颤和剪切力，换热板片边焊缝处或焊缝边缘过热区局部金属疲劳或晶间腐蚀裂纹导致设备渗漏。其次就是换热板片焊接成一个整体后，换热板片有漏点时检查困难、无法维修更换，使全焊接板式换热器成为了一次性设备，设备安全隐患大、使用周期短。
14.随着换热器应用行业工艺的发展各种类别的换热器五花八门，但其原理多是将工艺介质与冷热媒分别放置在两个相邻的腔体，利用中间的间壁进行冷热传导交换。交换的介质基本是两类，(气相)冷却加热、(液相)冷却加热。传统的换热器都是基于各自所对应的工艺物料和冷却加热介质而设定，各有独立的结构，制造工艺复杂、产品质量不稳定、制造成本高。


技术实现要素：

15.为解决上述问题，本实用新型提供了一种承压支撑式换热器。在换热设备主体结构不变的情况下，在两个端头加装工况要求所需封头就能改变设备用途功能，使换热器制造集成化、组装维修模块化，节约了制造成本，提高了制造、组装、维修效率，延长了设备使用周期。
16.本实用新型的目的是这样实现的，一种承压支撑式换热器，该换热器包括一个换热器主体，所述换热器主体由第一夹紧板、第二夹紧板和换热板束组装构成，所述换热板束由多个承压支撑构架组合单元叠加构成，所述承压支撑构架组合单元由承压支撑构架和设置在承压支撑构架上下两面的换热板片组装构成。
17.所述承压支撑构架是一个矩形的框体结构，所述承压支撑构架内带有一个腔体，所述承压支撑构架上相对应的一对框体上加工有多个与腔体连通的换热腔体进出口，所述承压支撑构架上另外一对框体上加工有定位孔。
18.所述承压支撑构架是一个ii型的框体结构，所述承压支撑构架内带有一个腔体，所述承压支撑构架上相对应的一对框体上加工有多个与腔体连通的换热腔体进出口和密封槽，所述承压支撑构架上另外一对框体上加工有定位孔。
19.本实用新型优点及效果是：
20.1、本实用新型解决了传统的垫片板式换热器的缺点，换热板片边缘密封区所承受来自腔体内的压力传导给“承压支撑构架”，提高了可拆换热器的承压范围，满足了更多工况的承压需求，而且仍然拥有可拆换热器所有优点。
21.2、本实用新型解决了传统垫片板式换热器耐温的问题，可选用满足工况要求材质的垫片，扩大了耐温范围，介质的耐温只与导热原件(换热板片材质)相关，不再受传统垫片的限制。
22.3、本实用新型解决了传统垫片板式换热器不耐腐蚀的问题，单一材料，不易产生电化腐蚀现象，扩大了应对腐蚀性介质种类数量及应用领域。
23.4、本实用新型解决了传统垫片板式换热器的垫片老化、失效、通过“承压支撑构架”对换热板片边缘密封区给予≥工艺压力的扭矩，可以解决扭矩衰减的密封问题，无垫片结构，垫片存在带来的泄露问题就不存在了。
24.5、本实用新型解决了传统垫片板式换热器的应用范围问题，无垫片结构，不再考虑其垫片不稳定导致的有毒有害介质的泄露问题。
25.6、本实用新型解决了垫片板式换热器垫片失效的问题，无垫片结构，不存在拆卸失效带来的问题。
26.7、本实用新型解决了垫片板式换热器固定的问题，无垫片结构，不存在垫片固定的问题。
27.8、本实用新型实现了换热器接口及换热腔体两侧不等截面比，可根据介质粘度和密度设定换热腔体宽窄比例，真正提高介质通过性，扩大设备的适用范围。
28.9、本实用新型解决了焊接换热器不可拆卸检查、维修的问题，可进行检查、维修拆卸更换损坏或腐蚀的换热单元。
29.10、本实用新型所需垫片无垫片结构降低了垫片成本。
30.11、本实用新型彻底消除了传统垫片板式换热器换热板束最小距离尺寸限制，扭矩增加不会损坏换热板片。
31.12、本实用新型解决了在结构相同的情况下，实现了气
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气、气
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汽、气
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液、汽
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液、液
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液种类换热器的制造。
附图说明
32.图1是本实用新型换热器主体结构示意图。
33.图2是本实用新型承压支撑构架组合单元的分解结构图。
34.图3是本实用新型承压支撑构架的结构示意图。
35.图4是本实用新型承压支撑构架的另一实施方式结构示意图。
36.图5是本实用新型换热器主体上安装上封头组成板式宽通道换热器的结构示意图。
37.图6是本实用新型换热器主体上安装上封头组成空气冷却换热器的结构示意图。
38.图7是本实用新型换热器主体上安装上封头组成烟气换热器的结构示意图。
39.图8是本实用新型换热器主体上安装上封头组成管板式换热器的结构示意图。
具体实施方式
40.下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式：
41.由附图1、5、6、7、8所示：一种承压支撑式换热器，该换热器包括一个换热器主体和两端的封头，所述换热器主体包括第一夹紧板1、第二夹紧板2，换热板束3和主体支座4，所述换热板束3通过多个夹紧螺栓5被固定在第一夹紧板1、第二夹紧板2之间，所述主体支座4设置在第二夹紧板2的下方。
42.由附图1、2所示：所述换热板束3由多个承压支撑构架组合单元叠加构成，所述承压支撑构架组合单元由承压支撑构架3
‑
1和设置在承压支撑构架3
‑
1上下的换热板片3
‑
2组装构成。
43.所述换热板片3
‑
2的结构与承压支撑构架3
‑
1的结构相匹配。
44.由附图3所示：所述承压支撑构架3
‑
1是一个矩形的框体结构，所述承压支撑构架3
‑
1内带有一个腔体3
‑1‑
1，所述承压支撑构架3
‑
1上相对应的一对框体上加工有多个与腔体3
‑1‑
1连通的换热腔体进出口3
‑1‑
2和封头连接螺孔3
‑1‑
3，所述承压支撑构架3
‑
1上另外一对框体上加工有定位孔3
‑1‑
4。
45.由附图4所示：所述承压支撑构架3
‑
1是一个ii型的框体结构，所述承压支撑构架3
‑
1内带有一个腔体3
‑1‑
1，所述承压支撑构架3
‑
1上相对应的一对框体上加工有多个与腔体3
‑1‑
1连通的换热腔体进出口3
‑1‑
2、密封槽3
‑1‑
5和封头连接螺孔3
‑1‑
3，所述承压支撑构架3
‑
1上另外一对框体上加工有定位孔3
‑1‑
4。
46.由附图3、4所示：所述承压支撑构架3
‑
1的上表面为与换热板片边密封区结合面3
‑1‑
6。
47.由附图1、2所示：所述承压支撑构架3
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1和设置在承压支撑构架3
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1上下的换热板片3
‑
2组装构成一个基本的组合单元，两个以上的基本组合单元可组成换热单元，将基本组合单元按工艺需求的数量叠加在一起组成一组换热板束3，所述换热板束3上下放置有满足设计压力厚度、材质的夹紧板，第一夹紧板1上有换热板片组成的换热板片腔体进出口6，根据工艺压力等级要求选定n根夹紧螺栓5将第一夹紧板1和第二夹紧板2连接施加扭矩，对第一加紧版1、第二夹紧板2中间的换热板束3进行夹紧，组成换热器主体，换热器主体下有主体支座4，换热器主体两端预留有封头连接螺孔。
48.附图5、6、7、8所示：按工艺要求安装上对应的封头，即可完成换热设备的组装。
49.当工艺需要较宽流道时，承压支撑构架3
‑
1腔体内可放置换热板片支撑架。
50.所述承压支撑构架3
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1使用满足工艺压力、温度、腐蚀要求的材料即可，厚度大于等于两片换热板片波纹深度。
51.所述换热板片3
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2的波纹完全在承压支撑构架3
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1的保护下，夹紧螺栓的夹紧扭矩完全被承压支撑构架3
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1所承载。
52.所述承压支撑构架3
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1的厚度可根据工艺要求进行制作，满足粘度不同、密度低的介质的通过性。
53.本实用新型的优点效果还在于：
54.1.叠加的承压支撑构架将叠加的第一第二换热板片压夹在两个构架之间在来自上下夹紧板、夹紧螺栓螺母的扭矩作用下提高了换热器承压等级。
55.2.承压支撑构架框架支撑了来自上下夹紧夹紧板螺栓螺杆的扭矩，消除了扭矩对换热板片的挤压变形问题。
56.3.叠加的承压支撑构架将叠加的第一第二换热板片压夹在两个构架之间在来自上下夹紧板、夹紧螺栓螺母的扭矩作用下可随时增加扭矩解决密封处因扭矩衰减产生的渗漏。
57.4.承压支撑构架与换热板片密封结合面可使用满足工况需求材质的无结构垫片扩大了换热器耐腐蚀性介质数量及应用范围。
58.5.换热器主体是由第一第二夹紧板、承压支撑构架、第一第二换热板片、夹紧螺栓螺母组成，可拆卸可检查维修更换部件。