主泵滑油冷卻器

《主泵滑油冷卻器》是四平市巨元瀚洋板式換熱器有限公司於2012年5月18日申請的專利，該專利的公布號為CN103424016A，授權公布日為2013年12月4日，發明人是徐紅偉、魏占德、趙昆、詹福才、曲會波、王欣。

《主泵滑油冷卻器》該換熱器主要是針對核電反應堆主泵軸承滑油系統而專門研發的換熱設備。該換熱器包括筒體、上下端蓋、板束，連線法蘭、管路、進口法蘭、出口法蘭，其中筒體和上下端蓋構成換熱器的密閉腔體，菱形結構的連線法蘭設定在筒體的中間部位，帶有排泄補油口的兩個呈L形狀的管路對稱設定在筒體的兩側，管路的一端與筒體連通，另一端設定在連線法蘭上，進口法蘭和出口法蘭與管路軸向相垂直被設定在筒體上，板束設定在筒體的密閉腔體內。該發明結構簡單合理，傳熱效率高，安裝和使用方便。

2016年9月，《主泵滑油冷卻器》獲得第二屆吉林省專利獎優秀獎。

（概述圖為《主泵滑油冷卻器》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：主泵滑油冷卻器
• 申請人：四平市巨元瀚洋板式換熱器有限公司
• 申請號：2012101555380
• 公布號：CN103424016A
• 公布日：2013年12月4日
• 發明人：徐紅偉、魏占德、趙昆、詹福才、曲會波、王欣
• 申請日：2012年5月18日
• 地址：吉林省四平市南環西路5號
• 分類號：F28D9/02(2006.01)I、F28F3/06(2006.01)I、F28F11/02(2006.01)I、F28F9/12(2006.01)I
• 代理機構：吉林省長春市新時代專利商標代理有限公司
• 代理人：石岱
• 類別：發明專利

專利背景

板式換熱器自發展問世以來，已有100多年的歷史，板式換熱器本身具有的高較、緊湊、維護方便等特點。其套用領域不斷拓寬，產品已遍及石化、冶金、電力、輕工、食品、醫藥、船舶、海洋平台等領域，隨著人們對板式換熱器認識的不斷加深，板式換熱器更被廣泛而又合理的套用到核電領域，2012年之前中國國內外核電站直接採用板式換熱器作為設備冷卻水系統熱交換的核心設備。

2012年前還沒有針對核電反應堆主泵軸承滑油系統專用的換熱設備。眾所周知，在石油、化工、船舶等行業的一些工藝過程中，在處理油及粘稠介質的換熱時，大都採用管殼式換熱器，但其換熱器傳熱效率低，占地面積大，往往用戶需要很高的成本投入。

由於核電反應堆主泵軸承滑油系統現場安裝條件受限，介質特殊，所以採用什麼結構的換熱設備用於核電反應堆主泵軸承滑油系統，是擺在換熱器生產領域的一個新的課題。主泵滑油冷卻器的研發將很好的為用戶解決其上述問題。

發明內容

專利目的

《主泵滑油冷卻器》的目的是要提供一種結構簡單合理，傳熱效率高，安裝和使用方便，適合於核電反應堆主泵軸承滑油系統熱交換的主泵滑油冷卻器。

技術方案

《主泵滑油冷卻器》該換熱器包括筒體、上下端蓋、板束，連線法蘭、管路、進口法蘭、出口法蘭，其中筒體和上下端蓋構成換熱器的密閉腔體，菱形結構的連線法蘭設定在筒體的中間部位，帶有排泄補油口的兩個呈L形狀的管路對稱設定在筒體的兩側，管路的一端與筒體連通，另一端設定在連線法蘭上，進口法蘭和出口法蘭與管路軸向相垂直被設定在筒體上，板束設定在筒體的密閉腔體內。

所述的板束由壓型板片和平板片組成的多組板片對焊接組裝構成，它包括至少兩組板片對焊合，設定每組板片對焊合之間的中間隔板，套裝在每組板片對焊合外側的導流板，套裝在導流板上的環狀支撐板，焊接在板片對焊合端部的上封板和下封板，設定在板片對焊合上的齒形堵板。

所述構成板束的壓型板片上帶有均布設定的泡狀凸點和泡狀凹點，上述板片結構使流體在低雷諾數下即可實現湍流，流體阻力小，板面不宜結垢。所述的上封板上設定有四塊連線板，連線板一端焊接在板束上端的上封板外側，另一端焊接在筒體上。

改善效果

《主泵滑油冷卻器》具有以下優點和積極積極效果：

1、該發明特殊的板片（泡狀凸凹點）設計，使流體在低雷諾數下即可實現湍流，流體阻力小，板面不宜結垢。

①、板片設計：板對由壓型板片（泡狀點2.5毫米/2.5毫米）與平板片組合，形成一個密閉而牢固的流道；依據系統運行工況並參照ASME第Ⅲ卷中ND分卷，對板片的泡狀點間距進行強度校核，泡狀點與平板片採用3000瓦雷射焊接，焊接直徑5毫米，最終以60兆帕拉伸試驗為結論，再次驗證了板片設計的合理性。

②、凸點設計可保證流體（滑油）在其流動過程中形成湍流，最大限度的保證了板片的有效傳熱率，凹點極大的增加了板對之間的支撐強度並保證了流道間隙保持一致，進而保證板束的整體焊接尺寸及其緊湊型。

2、該發明板束的結構（冷熱側均為雙流程）設計。滿足系統運行工況的同時（10%的預度），更滿足於現場安裝要求（見圖）。

①、板束焊接後成為一整體，在有限的腔體內，設定一塊中間隔板將冷熱流道均分成兩流程；上下兩塊支撐板及導流板的設計，強制性的促使一側流體全部進入板束，又對板束的整體強度再次加固。極大的增加了設備的有效傳熱率。

②、齒形堵板的設計。所有板對與中間隔板組對後，用齒形堵板進行端部焊接，解決端部密封的同時，更有效地對冷熱兩側的密封腔進行分離密封，同時便於板對的焊接。

3、該發明採用了緊湊的結構設計。板束與中間隔板焊接後，上下端部與上下封板焊接，形成一個全密閉的腔體，上下封板採用弧形設計，即節省了換熱器內部的空間，又適應了高壓力的運行工況。

4、該發明全焊接式結構形式避免了傳統可拆板式換熱器的承壓、耐溫及腐蝕問題，確保了系統長期的安全運行。

5、該發明獨特的外觀設計。採用菱形法蘭兼做設備支撐及連線，油側及水側進出口成90°角安裝，滿足設備整體強度的同時更極大的縮小安裝空間，避免了在核主泵內的空間限制。

6、該發明換熱器是為核電反應堆主泵軸承滑油系統而專門研發的熱交換設備，由於此系統現場安裝條件受限，介質特殊。可以說此換熱器是為此系統量身訂做的全焊接式板式熱交換設備。作為板式換熱器，它繼承了傳統可拆板式換熱器優點的同時，又通過特殊的結構設計極大的滿足了系統的整體要求。

附圖說明

圖1是《主泵滑油冷卻器》立體結構示意圖。

圖2是該發明內部整體結構示意圖。

圖3是該發明圖2中A向投影結構示意圖。

圖4是該發明圖2中B-B剖面圖。

圖5是該發明板束結構示意圖。

圖6是該發明板片對焊合與齒形堵板連線部位放大結構示意圖。

圖7、8是該發明組成板片對焊合的單個板片結構示意圖。

權利要求

1.《主泵滑油冷卻器》其特徵在於：該換熱器包括筒體、上下端蓋、板束，連線法蘭、管路、進口法蘭、出口法蘭，其中筒體和上下端蓋構成換熱器的密閉腔體，菱形結構的連線法蘭設定在筒體的中間部位，帶有排泄補油口的兩個呈L形狀的管路對稱設定在筒體的兩側，管路的一端與筒體連通，另一端設定在連線法蘭上，進口法蘭和出口法蘭與管路軸向相垂直被設定在筒體上，板束設定在筒體的密閉腔體內。

2.根據權利要求1所述的一種主泵滑油冷卻器，其特徵在於：所述的板束由壓型板片和平板片組成的多組板片對焊接組裝構成，它包括至少兩組板片對焊合，設定每組板片對焊合之間的中間隔板，套裝在每組板片對焊合外側的導流板，套裝在導流板上的環狀支撐板，焊接在板片對焊合端部的上封板和下封板，設定在板片對焊合上的齒形堵板。

3.根據權利要求2所述的一種主泵滑油冷卻器，其特徵在於：所述壓型板片上帶有均布設定的泡狀凸點和泡狀凹點。

4.根據權利要求2所述的一種主泵滑油冷卻器，其特徵在於：所述的上封板上設定有四塊連線板，連線板一端焊接在板束上端的上封板外側，另一端焊接在筒體上。

實施方式

由附圖1、2、3、4所示：該換熱器包括筒體1、上下端蓋2、板束3，連線法蘭4、管路5、進口法蘭6、出口法蘭7，其中筒體1和上下端蓋2構成換熱器的密閉腔體，菱形結構的連線法蘭4設定在筒體1的中間部位，帶有排泄補油口8的兩個呈L形狀的管路5對稱設定在筒體1的兩側，管路5的一端與筒體1連通，另一端設定在連線法蘭4上，進口法蘭6和出口法蘭7與管路5軸向相垂直被設定在筒體1上，板束3設定在筒體1的密閉腔體內。

由附圖4、5、6所示：所述的板束3由壓型板片11和平板片12組成的多組板片對焊接組裝構成，它包括至少兩組板片對焊合3-5，設定每組板片對焊合之間的中間隔板3-1，套裝在每組板片對焊合3-5外側的導流板3-3，套裝在導流板3-3上的環狀支撐板3-4，焊接在板片對焊合3-5端部的上封板3-6和下封板3-7，設定在板片對焊合3-5上的齒形堵板3-2。

由附圖7、8所示：所述構成板束3的壓型板片11上帶有均布設定的泡狀凸點9和泡狀凹點10，上述板片結構使流體在低雷諾數下即可實現湍流，流體阻力小，板面不宜結垢。

由附圖3所示：所述的上封板3-6上設定有四塊連線板13，連線板13一端焊接在板束上端的上封板3-6外側，另一端焊接在筒體1上。其作用是①將板束的整體重量作用力完全從板束上的管路5上轉移到四塊連線板13上。這樣避免了板束3整體重量對與其焊接的管路部件5的焊縫拉伸和破壞；②當板束3內部承受高壓力作用力時，圓弧形的上封板3-6將成為板束3內最大的受力部件，而焊接在外側的連線板13將對上封板3-6起到支撐、加固作用。

工作原理：

1、介質Ⅰ從連線法蘭4一側進入換熱設備，經管路5進入換熱板束3；介質Ⅰ在上封板3-6、中間隔板3-1、導流板3-3的作用下均勻分布進入一側板束3中的焊接板對3-5；介質Ⅰ在壓型板片11上的凹點10的作用下，形成湍流向下流動，流經至板束底部時，經過下封板3-7、中間隔板3-1強制流體進入另一側板束的焊接板對3-5，最後介質Ⅰ從連線法蘭4的另一側流出設備。

2、介質Ⅱ從進口法蘭5進入由筒體1和上下端蓋2組成的密閉腔體，在最上端兩塊支撐板3-4、中間隔板3-1、導流板3-3的作用下強制介質Ⅱ進入一側板束3，流經焊接板對3-5的同時，在壓型板片11上的凹點10的作用下，形成湍流向下流動至設備下端，又在最下端的支撐板3-4、中間隔板3-1的作用下流入板束另一側，最後由出口法蘭7流出設備。

3、介質Ⅰ、Ⅱ兩種流體在設備中流動，始終處於對流狀態。在設備中極其有限的空間內，發揮出最大的對流傳熱效果。

榮譽表彰

2016年9月，《主泵滑油冷卻器》獲得第二屆吉林省專利獎優秀獎。