一种复合型板式冷凝冷却器的制作方法

本发明属于节能设备技术领域，具体涉及一种复合型板式冷凝冷却器，特别是针对一种含有不凝气介质的冷凝冷却器。

背景技术：

冷凝器是一种广泛应用于化工、医药、石油、轻工等行业的热交换设备。板式冷凝器尤其是全焊接板式冷凝器在一些介质温度、压力较高、占地要求高的场合具有很好的应用。对于常见的的冷凝场合，冷凝介质中一般都含有一定量的不凝气，即使是要求纯度较高的产品，也存在着某些不凝气，随着可凝组分的冷凝，不凝气浓度增加，使冷凝效率下降，因此在冷凝器设计时考虑不凝气的积累，及时将不凝气排放，可提高冷凝效果等。同时当不凝气也是重要的工艺产品时，将冷凝侧出口介质进行分离、冷却满足下游产品需要，对提高工艺性、经济性具有重要意义。

中国专利201510391004.1提出了一种多折程流道的板式冷凝器，但其未考虑不凝气的排放，对于含有不凝气的冷凝场合具有一定的应用限制。专利2011220146979.x虽然考虑了不凝气的排放，但对于含有不凝气的介质场合，冷凝侧出口介质为气液混相，在不凝气的排放时会有一定量的冷凝液夹带，降低了冷凝液产品的收率，同时对于不凝气后续处理提高了技术要求。

技术实现要素：

本发明提供一种复合型板式冷凝冷却器，以解决含有不凝气介质的冷凝冷却问题和产品分离问题，所提供产品可提高冷凝效率和产品收率，可实现气相、液相产品的直接输出，结构紧凑。

本发明为了实现上述目的所采用的技术方案是：

一种复合型板式冷凝冷却器，包括冷凝器筒体及其上布置的介质进出口封头和接管，所述冷凝器筒体内分为三部分，分别为上下设置的冷却区和冷凝区，该冷却区和冷凝区同侧设置的分离腔；所述冷却区和冷凝区设置有冷却区换热板束与冷凝区换热板束，两者之间通过冷介质中间通道贯通；分离腔内设置有分离元件；冷凝区换热板束的两相介质出口和冷却区换热板束的不凝气介质入口均和分离腔贯通。

所述冷却区换热板束的冷却区冷介质流道比冷凝区换热板束的冷凝区冷介质流道的流道宽度宽，冷却区换热板束的冷却区不凝气流道的流道间距较冷凝区换热板束的冷凝区热介质流道窄。

所述冷凝区换热板束采用波纹深度相同的板片或不等流道型板片，冷凝区热介质流道、冷凝区冷介质流道的流道间距可调。

所述冷却区换热板束采用不等流道型板片。

本发明采用将传热区分级、冷凝后介质分离的方式实现能量的多级利用，将冷凝后气、液相产品的直接输出，可取消下游分离器的设置。实现了热流体的冷凝，冷凝后产品的分离以及不凝气的进一步冷却，解决了含有不凝气介质的冷凝冷却问题和产品分离问题，可提高冷凝效率和产品收率，可实现气相、液相产品的直接输出，结构紧凑，体积小，功能性强，具有很好的集约性，经济效益显著。

附图说明

图1为本发明的总装图；

图2为本发明的冷凝区换热板束图；

图3为本发明的冷却区换热板束图；

图4为本发明的前后支座布置图；

图中编号：1.气相入口法兰、2.气相入口封头、3.气相入口管箱、4.气相分布器、5.冷凝区换热板束、6.分离腔、7.分离元件、8.冷却区换热板束、9.不凝气出口管箱、10.不凝气出口封头、11.不凝气出口法兰、12.冷介质中间通道、13.冷凝液出口封头、14.冷凝液出口法兰、15.冷介质入口法兰、16.冷介质出口法兰、17.冷介质入口腔体、18.冷介质入口分布器、19.冷介质出口腔体、20.冷凝器筒体、21.前支座、22.后支座、23.长镶条、24.长镶条、25短镶条、26.短镶条、101.气相介质入口、102.两相介质出口、103.冷凝液介质出口、104.不凝气介质入口、105.不凝气介质出口、106.冷介质冷凝区入口、107.冷介质冷凝区出口、108.冷介质冷却区出口、1001.冷凝区热介质流道、1002.冷凝区冷介质流道、1003.冷却区不凝气流道、1004.冷却区冷介质流道。

具体实施方式

为了更好地介绍本发明的技术方案，下面结合图1至图4对本发明作进一步的详细说明。

如图1-4所示，气相介质自气相介质入口101依次通过气相入口法兰1、气相入口封头2、气相入口管箱3经气相分布器4进行再分布，提高流体的均布性，降低传热死区。气相介质进入冷凝区换热板束5的冷凝区热介质流道1001与冷凝区冷介质流道1002内的冷介质换热，气相介质中的可凝组分冷凝为液体，冷凝区热介质流道1001出口侧介质呈两相流态，经两相介质出口102进入分离腔6，通过分离元件7分离为不凝气和冷凝液两股物流，冷凝液经冷凝液出口封头13、出口法兰14通过冷凝液介质出口103出设备。不凝气通过不凝气介质入口104进入冷却区换热器板束8的冷却区不凝气流道1003与冷却区冷介质流道1004内冷介质换热，降至工艺要求温度后依次进入不凝气出口管箱9、不凝气出口封头10、不凝气出口法兰11经不凝气介质出口105出设备。

冷介质自冷介质冷凝区入口106经冷介质入口法兰15、冷介质入口腔体17、冷介质入口分布器18、冷凝区冷介质流道1002、冷介质冷凝区出口107冷介质中间通道12、冷介质出口腔体19、冷介质冷却区出口108出设备。

传热区由冷凝区换热板束5与冷却区换热板束8两级换热板束组成，冷凝区换热板束5冷凝区热介质流道1001、冷却区换热板束8的冷却区不凝气流道1003沿介质流向方向分别采用短镶条25、短镶条26焊接密封，对冷凝区换热板束5冷凝区冷介质流道1002、冷却区换热板束8的冷却区冷介质流道1004沿介质流向方向采用长镶条23、长镶条24焊接密封,冷凝区冷介质流道1002和冷却区冷介质流道1004中间设置冷介质中间通道12实现冷介质的上下区串联。通过上述操作实现冷凝区和冷却区的介质连通，可进一步实现能量的多级利用功能。

冷凝区换热板束5采用波纹深度相同的板片或不等流道型板片，冷凝区热介质流道1001、冷凝区冷介质流道1002的流道间距可根据介质体积流量、传热、压降需要选择板片型式，实现流道间距可调。冷却区换热板束8采用不等流道型板片，冷却区冷介质流道1004比冷凝区冷介质流道1002的流道宽度略宽，冷却区不凝气流道1003的流道间距相较于冷凝区热介质流道1001减小。通过上述不等流道及不同类型波纹设计，提高雷诺数，实现对设备内部流速、传热和压降的优化设计，增加传热效率。

冷凝冷却器内设置分离腔6，分离腔内设置有分离元件7，分离元件7可采用一级或二级及多级型式，以tp波纹板、聚结材料等为分离材料，可根据工艺介质分离精度要求将冷凝液和不凝气进行分离，冷凝液出设备进入下一环节，不凝气进入冷却区不凝气流道1003进一步冷却，以满足工艺要求。

冷凝冷却器前支座21略高于后支座22，设备整体在水平方向上具有一定角度，便于冷凝液的及时排出，减少在设备内积聚。

换热板束可根据热负荷、流量、压降等需要在板长、板宽、叠厚方向上进行调整，当冷凝侧允许压降较低时，冷凝区热介质流道1001、不凝气流道1003可设计为无触点流道。

换热板片材质可根据介质的组成、温度、压力、腐蚀性等进行选择，一般采用普通不锈钢材料，当介质腐蚀性较高时亦可采用超级不锈钢、钛材等。

冷介质可为冷却水、空气、需要加热的工艺物料等，热侧介质可以是塔顶油气、反应气等。