用于压力容器端部的结构、实施方法及其应用技术

本发明专利技术的目的是提供一种用于最适用于板式热交换器的压力容器端部的结构，所述结构用于降低由内部压力变化和温度变化而造成的移动改变和振动的影响。本发明专利技术中重要的是所述端部由传热板(1)和端部部件(3)制成，使得端部部件(3)通过焊接而连接到热交换器堆叠体(8)的外表面的壳体，从而在热交换器的端部上形成封闭的腔(5)，在腔(5)中带入和/或产生比外部压力水平更高的压力(7)，所述更高的压力经由热交换板(1)接收和减弱在热交换器的介质回路中对热交换器结构有害的振动和压力冲击。

The structure, method and application of the end of pressure vessel

The purpose of the invention is to provide a structure for the pressure vessel end which is most suitable for plate heat exchangers. The structure is used to reduce the influence of mobile change and vibration caused by internal pressure change and temperature change. The present invention is important in the end by the heat transfer plate (1) and the end member (3) is made, the end member (3) connected to the heat exchanger stack by welding the outer surface of the housing (8), which closed at the end of the cavity is formed on the heat exchanger (5), in the cavity (5) into higher and / or than the external pressure level pressure (7), the higher the pressure through the heat exchange plate (1) to receive and reduce vibration and pressure is harmful to the structure of heat exchanger medium in the heat exchanger in shock circuit.

【技术实现步骤摘要】
用于压力容器端部的结构、实施方法及其应用
本专利技术的目的是根据权利要求1的前述部分所述的用于最适用于板式热交换器的压力容器的端部的结构，所述结构用于降低由内部压力变化和温度变化而造成的移动改变和振动的有害影响。本专利技术还涉及根据权利要求7所述的方法以及涉及根据权利要求12所述的应用。专利技术目的本专利技术最优选地涉及板式热交换器的压力容器，但根据本申请的结构也适用于其他类型的热交换器和压力容器，在其他类型的热交换器和压力容器中使用本文公开的专利技术是有益的。更特别地，用于最适用于板式热交换器的压力容器的端部部件的结构降低由内部压力变化和温度变化而造成的移动改变和振动的影响，所述影响经常造成结构损坏。
技术介绍
文献US3834544A、WO0218758A2、JPH0829077A和EP1163968A2描述了本领域的总体状态，但它们没有公开根据本专利技术的端部结构以及利用所述端部结构可获得的技术优点。特别地，板式热交换器中的一个关键问题是它们的端部结构接收由介质施加的内部压力的能力。在耐用的端部板之间放置板堆叠体在本领域中是公知的，所述板堆叠体由通常通过橡胶垫间隔开的传热板形成。所述板堆叠体通过固定到端部板的拉杆而被压紧。当在一体化的壳体内布置热交换器堆叠体时，尽可能精确地基于空间的压紧结构可以用于将板堆叠体压紧并且保持所述板堆叠体到位。各种类型的配合部件、配合密封件以及甚至弹簧结构可以用作额外的辅助。然而，当将彼此支撑的薄的传热板(所述传热板经常多于一百块)堆叠成均匀压紧且固定的堆叠体时，不可能避免经受压力和温度的传热板的鼓面状表面移动。已经尝试通过利用钎焊网格将分离的传热板在内部彼此基本结合，所述钎焊网格包括在板之间的每个支撑点中的钎焊点。因此，产生了完全刚性的网状结构，在该情况下，所述钎焊网格接收施加在端部部件上的压力。在这些结构中的问题是钎焊材料不能是与板材料相同的材料，所述板材料通常是不锈钢。钎焊料将会在低于板材料的温度下熔化。已知对水生生物有毒的铜通常用作钎焊料。此外，就板式热交换器的压力容器的结构整体性而言，严重的缺陷与通过钎焊制造的板式热交换器有关联。连结传热板的钎焊网格的腐蚀以及由此所导致的强度劣化会造成不期望的和预料不到的断裂以及甚至爆炸。本专利申请最优选地涉及板式热交换器的压力容器，但根据本申请的结构也适用于其他类型的热交换器和压力容器，在所述其他类型的热交换器和压力容器中使用本文公开的专利技术是有益的。上面提到的是由在20世纪70年代开始被广泛地使用的具有橡胶垫的结构开始的板式热交换器的结构。将传热板彼此钎焊在一起的技术在20世纪80年代中期开始使用。这两种热交换器结构在很多情况下替代了之前使用的管式热交换器。从20世纪90年代初，在板式热交换器中采用通过焊接来制造板式热交换器的整个结构的技术。目的在于研发具有更好强度和更好抗腐蚀性的热交换器产品。与管式热交换器相比，早先已经获得了小且紧凑的结构。常常厚度为0.7mm的薄的防锈传热板在其边缘处开始通过焊接而彼此连接，使得每个第二板间隙与属于同一组的其他板间隙一起形成其自己的防泄漏腔和形成自己的热交换回路，经由所述热交换回路，能够发生介质流过热交换器的流动。从交替的板间隙传热。在这些结构中，板边缘、流动孔和它们的焊接缝交替。形成一种热交换器盒，所述热交换盒不能耐受内部压力，而是尝试以手风琴的方式展开。一般的解决方案是将以此方式制造的热交换器盒放置在耐压力容器内并且将所述热交换盒的端部部件支撑成抵靠在所述容器的端部上。如上所述，该盒结构被尽可能紧地装配和压紧，从而将端部支撑成抵靠在支撑板上。热交换器的实施、压力和温度极大地改变。介质在其腐蚀性、在与其发生相变的液体还有气体方面可以是不同的。连通到介质流的具有各种泵、调整装置和开/关阀的系统增加了操作条件的复杂性和多样性。当造成介质回路变化的上述因素相组合时，在热交换器内容易产生温度和压力的不同变化。这些变化的速度可改变和影响热交换器结构的耐久性。产生压力冲击和压力振荡，所述压力冲击和压力振荡作用在通过焊接联接的所有结构部件上，特别是作用在板式热交换器的薄板的通过焊接连接的边缘接头上，以及作用在流动孔位置处的接头上。该应力负载造成不锈钢硬化以及因硬化结果而引起的断裂。包含在流动介质中的氯离子和/或氟离子加速该损坏的开始。当温度升高时很低的浓度就会引发腐蚀。这些低浓度通常存在于自来水中，并且在温度低于100℃的这种自来水中会出现腐蚀。特别地，在片材金属焊接接头中，主要的并且对结构最有害的是缝隙腐蚀，其中发生在接头中的移动和振动降低了腐蚀的攻击阈值(attackthreshold)。同样可以发生点蚀。频繁地发生由这些因素造成的损坏。特别易于发生损坏的操作条件的一个示例是利用水来冷却废蒸汽。热蒸汽和间歇的热水快速地进入热交换器中并且具有很快的变化。对该流的冷却产生了很强且快的压力冲击，所述压力冲击使得传热板移动。从上面所提及的内容显而易见的是，同样，在正常应用和操作条件中，热交换器也经受会造成过早结构损坏的可变的压力负载和温度负载。本专利技术的目的在于降低在最适用于板式热交换器中的压力容器中发生过早损坏。
技术实现思路
根据本专利技术的解决方案的特征在于权利要求1的特征部分中所公开的内容。根据本专利技术的解决方案的特征还在于在独立权利要求7和权利要求12中所公开的内容。目前提出的根据本专利技术的解决方案具有一些显著的优点，特别是当将其用在板式热交换器中时。最优选地，本专利技术适合于多种类型的热交换器，其中，利用褶皱结构、有褶结构或对应的槽式结构来使得传热板彼此支撑，而不利用刚性结合(比如钎焊或焊接)来使得传热板彼此支撑。例如在文献EP-0375691(FI79409)中提到该类型的热交换器。前述的热交换器设置有带槽的传热板，所述带槽的传热板彼此基本类似并且一个叠置在另一个顶部地堆叠。附图说明下面，将通过参考附图1-2借助于本专利技术的实施例的示例更详细地描述本专利技术，其中：图1示出了本专利技术的优选实施例，其中对本专利技术重要的部件呈现为未组装。图2示出了本专利技术的优选实施例，其中对本专利技术重要的部件呈现为已组装。具体实施方式本专利技术的实现方式最优选地可采用和可适用于热交换器的结构中，所述热交换器的结构公开于例如专利EP0375691(FI79409)中以及对所述专利进行补充的文献EP-1163968(U20000253)中。该文献更特别地示出了热交换器的端部结构，本专利技术最明显地可适用于所述端部结构中。本专利技术的一个优选的技术方案在其被应用到前述的结构时能够通过图解的方式示出。文献EP-1163968(U20000253)中的热交换器是由厚度为0.4-0.7mm的通常不锈钢的薄传热板1、通常厚度为3mm的端部部件3和在传热板的边缘上的厚度为板间隙的窄连接部件2制成。连接部件2的目的是在外边缘上将传热板装配、固定和密封成一体化的焊接结构。热交换器通过传热板1和连接部件2在它们一个堆置到另一个顶部上时形成。通过焊接密封来设置由交替的板间隙形成的用于传热的独立的腔(即，介质回路)。通过连接部件2形成密封并且压紧的热交换器堆叠体8，热交换器堆叠体的外表面被焊接成一体化的壳体，即，通过适当地打开连接部件，使得入口流体孔和出口流体孔通到介质回路的交替板间隙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于最适用于板式热交换器的压力容器的端部的结构，所述结构用于降低由内部压力变化和温度变化而造成的移动改变和振动的影响，所述结构的特征在于，所述端部由片材金属传热板(1)和端部部件(3)构成，使得端部部件(3)通过焊接而连接到热交换器堆叠体(8)的外表面的壳体，从而在热交换器的端部上形成封闭的腔(5)，在腔(5)中带入和/或产生比外部压力水平更高的压力(7)，所述更高的压力经由传热板(1)接收和减弱在热交换器的介质回路中对热交换器结构有害的振动和压力冲击。

【技术特征摘要】
2016.05.24 FI 201654311.一种用于最适用于板式热交换器的压力容器的端部的结构，所述结构用于降低由内部压力变化和温度变化而造成的移动改变和振动的影响，所述结构的特征在于，所述端部由片材金属传热板(1)和端部部件(3)构成，使得端部部件(3)通过焊接而连接到热交换器堆叠体(8)的外表面的壳体，从而在热交换器的端部上形成封闭的腔(5)，在腔(5)中带入和/或产生比外部压力水平更高的压力(7)，所述更高的压力经由传热板(1)接收和减弱在热交换器的介质回路中对热交换器结构有害的振动和压力冲击。2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，在端部部件(3)内部装配有增强板(4)，所述增强板能从端部部件(3)拆除并且尽可能好地填充腔(5)，使得热交换器堆叠体(8)的最后一块片材金属传热板(1)尽可能紧地抵靠增强板(4)，并且使得施加在传热板(1)上的压力负载经由所述增强板的边缘传递到端部部件(3)，作为几乎纯拉伸应力负载。3.根据权利要求1或2所述的结构，其特征在于，在热交换器的两个端部上有封闭的腔(5)，所述封闭的腔是根据端部部件(3)和传热板(1)的尺寸能够限定的自由容积，并且所述自由容积因增强板(4)的容积而被减小，使得所述封闭的腔被连接到由薄的、柔性的和鼓面状的片材金属传热板(1)所界定的热交换器堆叠体(8)的其余部分。4.根据权利要求1或3所述的结构，其特征在于，封闭的腔(5)是压力腔，例如以下述方式通过阀或者以一些其他方式经由能够关闭的孔(6)将气体压力(7)带入所述封闭的腔内：与制造端部结构相联合地，经由所述孔(6)带入预先选择成适合于操作状况的内部气体压力(7)，并且立刻关闭所述孔以防泄漏。5.根据权利要求1或3所述的结构，其特征在于，封闭的腔(5)是压力腔，将介质带入所述封闭的腔内，所述介质最适合地是水、氨-水、氨、二氧化碳、空气，并且通过所述介质的温度上升，产生适合于操作状况的内部气体压力(7)。6.根据权利要求5所述的结构，其特征在于，当...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·劳尼奥，
申请(专利权)人：劳塞尔有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI