框架结构的设计

1.1 框架结构的组成

板式换热器主要由下列部件组成：两个垂直构件，即尾部支持和固定支持，具有四个流体连接头或接管；顶部和底部的导杆架设在两个垂直构件之间，为板组导向、定位；另有一可动构件讲板组压紧在固定构件上；夹紧部件，其作用是将固定构件和移动构件夹紧。

夹紧部件通常有两类：

（1）拉杆

用一定数量的拉杆t把固定和可移动构件夹紧。除了板片和它们的流道中容纳的工质重量外，尾部支撑、顶部和底部的导杆处于无应力状态。

（2）压榨式

用两个支持在尾部支撑的紧固丝杆，施加压紧载荷于可移动构件上，丝杆本身受到应力作用，顶部和底部的连杆也受到了应力作用。这是一种较为昂贵和不稳定的结构，因为紧固丝杆处于受压状态，但其安装、拆卸较为容易，并可进一步利用动力紧固装置，如电动或液压装置使操作更加便利。

1.2 框架受力分析

应力和应变是框架设计中应考虑的重要因素，因为过度的变形会降低作用在密封垫上的压力，造成泄漏。当板片组合尺寸减小，单个密封垫的影响增加，这一问题将变得更加显著。因此，在框架设计中应对以下主要载荷给予充分的考虑：

（1）头盖、随动版和尾部支撑，由于流体压力和紧固载荷造成的应力和变形；

（2）在拉杆中的拉伸应力和紧固丝杆中的压缩应力；

（3）顶部承载导杆的刚度，顶部承载杆必须承受板片和它们的流道里面容纳的工质重量，并使板片不与底部导杆接触；

（4）顶部导杆的横向强度应保证板组在侧方向的稳定性。

1.3 框架的破坏载荷

在对框架结构进行设计时，还要考虑到框架的破坏载荷。框架的破坏载荷由三部分组成：

（1）流体压力载荷p，它是运行压力和密封垫内板片投影面积的函数；

（2）密封垫载荷r，可以相当于一个软弹簧；

（3）板片之间金属与金属接触载荷m，在紧固的最后阶段起到相当于硬弹簧的作用。

流体压力载荷p的作用，会引起框架结构和紧固机构的某些变形，从而减少了载荷r和m，因此，总载将小于荷p+m+r。

另外，压力差的存在对多段装置也将会有一的影响，如果某一段的压力比另一段高得多，低压段将在不平衡载荷下被压缩，并减少高压段的密封能力。低压段尺寸比高压段大的越多，其影响就越为显著。但是，良好的设计是可以避免这类弊病的。通常情况下，板式换热器需要按照高于最大工作压力50%的试验压力设计。