[實(shí)用新型]一種立式汽液分離冷凝器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920106045.1
• 申請(qǐng)日: 2009-03-05
• 公開（公告）號(hào): CN201425429Y
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭曉峰;陸規(guī);王珍;吳迪;張易陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): F28B1/06
• 分類號(hào): F28B1/06;F28F9/02;F28F9/22
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 徐 寧;關(guān) 暢

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種冷凝器，特別是關(guān)于一種立式汽液分離冷凝器。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的空冷式汽液相變冷凝器包括外殼100、換熱管101、進(jìn)汽口102、三通管103和冷凝液出口104(如圖1所示)，其中換熱管101多采用蛇形管，依靠空氣在換熱管101外對(duì)流換熱，使換熱管101內(nèi)的蒸汽冷凝。在凝結(jié)換熱過(guò)程中，隨著冷凝的進(jìn)行，壁面凝結(jié)液逐步增加，隨后成膜阻礙了蒸汽與壁面的接觸，是凝結(jié)換熱的主要熱阻所在。凝結(jié)過(guò)程中液膜逐漸增厚，在以后相當(dāng)長(zhǎng)的管程內(nèi)為液體逐步增多的復(fù)雜兩相流，熱阻逐漸增加，冷凝效果嚴(yán)重變差；同時(shí)隨著蒸汽的凝結(jié)，蒸汽量逐漸降低，管內(nèi)蒸汽流速明顯下降，凝結(jié)效果急劇退化，換熱系數(shù)減小；單一管內(nèi)流程冷凝過(guò)程也導(dǎo)致了復(fù)雜的汽液兩相流，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、流動(dòng)阻力和系統(tǒng)的調(diào)控等，都有很不利的影響。空氣側(cè)，由于管內(nèi)冷凝換熱熱阻增加，外管壁溫度下降，導(dǎo)致肋片的利用率下降。為解決上述存在的問(wèn)題，傳統(tǒng)的空氣冷卻式冷凝器以加大換熱面積來(lái)滿足換熱量的需求，從而導(dǎo)致體積、重量較大，且制作和運(yùn)行成本高。

此外，本申請(qǐng)人在專利號(hào)為ZL200610113304.4，名稱為“分液式空氣冷凝器”(如圖2所示)，以及專利申請(qǐng)?zhí)枮?00710064952.X，名稱為“多級(jí)冷卻中間分液式空氣冷凝器”(如圖3所示)的發(fā)明專利中提出了采用多級(jí)蒸汽冷凝、中間自動(dòng)汽液分離和排液、集中聚集冷凝液過(guò)冷的技術(shù)方案，從而保證了各管程都以純蒸汽進(jìn)入并被冷卻，有效減小了凝結(jié)過(guò)程中液膜的厚度和消除不利的兩相流型。同時(shí)充分利用了短換熱管，使各管程均能處于短管珠狀或不穩(wěn)定的薄液膜凝結(jié)，或通過(guò)蒸汽對(duì)液膜的影響作用促進(jìn)液膜失穩(wěn)與斷裂，形成膜狀凝結(jié)與珠狀凝結(jié)共存的溪流狀凝結(jié)，增強(qiáng)膜狀凝結(jié)換熱效果，提高管內(nèi)凝結(jié)換熱系數(shù)。

上述兩專利中的聯(lián)箱200都是使用單根排液管201作為漏液阻汽裝置，這種較細(xì)的排液管201可以較好地防止聯(lián)箱200中分離的氣體從排液管201泄漏，但是這種結(jié)構(gòu)又帶來(lái)以下問(wèn)題：首先排液管201直徑比聯(lián)箱200直徑小，冷凝液流量范圍受到較大的限制，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)排液不暢的問(wèn)題。盡管在后一項(xiàng)專利中采用了由實(shí)心頂蓋202、多孔芯體203和排液管壁204組成的分液裝置(如圖4所示)，但是由于分液裝置上表面采用實(shí)心頂蓋202，冷凝器運(yùn)行中冷凝液與分液裝置接觸面為多孔介質(zhì)側(cè)表面，因此分液裝置的分液驅(qū)動(dòng)力主要是多孔芯體203的毛細(xì)抽吸力，而抽吸力的大小是由所選用多孔介質(zhì)的結(jié)構(gòu)參數(shù)決定，自主調(diào)節(jié)能力較弱，當(dāng)冷凝液量較大時(shí)，可能會(huì)存在抽吸力不夠的問(wèn)題，影響到分液的效果；另外分液裝置結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在工業(yè)生產(chǎn)中規(guī)模化生產(chǎn)以及后續(xù)的安裝工作都會(huì)帶來(lái)一定的困難。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠更有效地進(jìn)行汽液分離的立式汽液分離冷凝器。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案：一種立式汽液分離冷凝器，其特征在于：它包括一換熱單元模塊，所述換熱單元模塊包括多組逐級(jí)遞減豎直排列的換熱管，所述換熱管外設(shè)置有翅片；各組所述換熱管通過(guò)兩端安裝的多級(jí)聯(lián)箱連通，在第一級(jí)所述聯(lián)箱上設(shè)置一進(jìn)汽口；第一級(jí)所述聯(lián)箱通過(guò)第一組所述換熱管與第二級(jí)所述聯(lián)箱連通，第二級(jí)所述聯(lián)箱通過(guò)第二組所述換熱管與第三級(jí)所述聯(lián)箱連通，…，直到最后一級(jí)所述聯(lián)箱；各組所述換熱管伸出至其上方的所述聯(lián)箱內(nèi)部一定長(zhǎng)度，與其下方的連接不需如此；除第一級(jí)所述聯(lián)箱外其余各級(jí)所述聯(lián)箱的底部分別連接一集液導(dǎo)流管，各所述集液導(dǎo)流管并聯(lián)連接一排液管；各所述集液導(dǎo)流管內(nèi)均設(shè)置一漏液阻汽裝置；所述漏液阻汽裝置上設(shè)置有至少一個(gè)主孔和若干個(gè)輔助孔。

所述漏液阻汽裝置為一可鑲嵌入所述集液導(dǎo)流管內(nèi)的基板，所述基板上設(shè)置有至少一個(gè)當(dāng)量直徑為2～5mm的主孔和若干個(gè)當(dāng)量直徑小于2mm的輔助孔。

所述基板上的所述主孔和輔助孔分別為上、下當(dāng)量直徑相同的直型孔。

所述基板上的主孔和輔助孔分別為錐臺(tái)孔和變截面通孔之一。

所述基板上的若干輔助孔與所述主孔邊緣相交，形成一整體的梅花狀孔。

在所述整體的梅花狀孔與所述基板的邊緣之間設(shè)置有若干獨(dú)立的輔助孔。

在所述主孔和輔助孔中設(shè)置有多孔介質(zhì)芯。

所述基板的材料為金屬材料。

所述基板的材料為多孔介質(zhì)材料。

所述漏液阻汽裝置的流通能力由孔隙率S表征：

S＝A_p/A_t