[實用新型]一種臥式汽液分離冷凝器

無效

• 申請號: 200920161234.9
• 申請日: 2009-07-10
• 公開（公告）號: CN201583152U
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 彭曉峰;吳迪;王珍;陸規;張易陽
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F28B1/00
• 分類號: F28B1/00;F28F9/02;F28F1/12;F28B9/00;F28B1/06;F25B39/04
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

技術領域

本實用新型涉及一種冷凝器，特別是關于一種臥式汽液分離冷凝器。

背景技術

傳統的空冷式汽液相變冷凝器包括外殼100、換熱管101、進汽口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外對流換熱，使換熱管101內的蒸汽冷凝。在凝結換熱過程中，隨著冷凝的進行，壁面凝結液逐步增加，隨后成膜阻礙了蒸汽與壁面的接觸，是凝結換熱的主要熱阻所在。凝結過程中液膜逐漸增厚，在以后相當長的管程內為液體逐步增多的復雜兩相流，熱阻逐漸增加，冷凝效果嚴重變差；同時隨著蒸汽的凝結，蒸汽量逐漸降低，管內蒸汽流速明顯下降，凝結效果急劇退化，換熱系數減小；單一管內流程冷凝過程也導致了復雜的汽液兩相流，對系統運行穩定性、流動阻力和系統的調控等，都有很不利的影響。空氣側，由于管內冷凝換熱熱阻增加，外管壁溫度下降，導致肋片的利用率下降。為解決上述存在的問題，傳統的空氣冷卻式冷凝器以加大換熱面積來滿足換熱量的需求，從而導致體積、重量較大，且制作和運行成本高。

此外，本申請人在專利號為ZL200610113304.4，名稱為“分液式空氣冷凝器”(如圖2所示)，以及專利申請號為200710064952.X，名稱為“多級冷卻中間分液式空氣冷凝器”(如圖3所示)的發明專利中提出了采用多級蒸汽冷凝、中間自動汽液分離和排液、集中聚集冷凝液過冷的技術方案，從而保證了各管程都以純蒸汽進入并被冷卻，有效減小了凝結過程中液膜的厚度和消除不利的兩相流型。同時充分利用了短換熱管，使各管程均能處于短管珠狀或不穩定的薄液膜凝結，或通過蒸汽對液膜的影響作用促進液膜失穩與斷裂，形成膜狀凝結與珠狀凝結共存的溪流狀凝結，增強膜狀凝結換熱效果，提高管內凝結換熱系數。

上述兩專利中的聯箱200都是使用單根排液管201作為漏液阻汽裝置，這種較細的排液管201可以較好地防止聯箱200中分離的氣體從排液管201泄漏，但是這種結構又帶來以下問題：首先排液管201直徑比聯箱200直徑小，冷凝液流量范圍受到較大的限制，有時還會出現排液不暢的問題。盡管在后一項專利中采用了由實心頂蓋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心頂蓋202，冷凝器運行中冷凝液與分液裝置接觸面為多孔介質側表面，因此分液裝置的分液驅動力主要是多孔芯體203的毛細抽吸力，而抽吸力的大小是由所選用多孔介質的結構參數決定，自主調節能力較弱，當冷凝液量較大時，可能會存在抽吸力不夠的問題，影響到分液的效果；另外分液裝置結構比較復雜，在工業生產中規模化生產以及后續的安裝工作都會帶來一定的困難。

發明內容

針對以上問題，本實用新型的目的是提供一種能夠更有效地進行汽液分離的臥式汽液分離冷凝器。

為了實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：一種臥式汽液分離冷凝器，其特征在于：它包括一水平設置的換熱單元模塊，所述換熱單元模塊包括多組遞減水平排列的換熱管，各組所述換熱管通過兩端安裝的多級聯箱連通，在第一級所述聯箱上設置一進汽口；第一級所述聯箱通過第一組所述換熱管與第二級所述聯箱連通，第二級所述聯箱通過第二組所述換熱管與第三級所述聯箱連通，…，直到最后一級所述聯箱；在中間各級所述聯箱內靠近底部出口處均設置一漏液阻汽裝置，使各級所述聯箱形成獨立的分液空間，同時使各組所述換熱管形成左右順序連通的多個冷凝空間；各級所述聯箱的底部出口分別通過一集液導流管并聯連接一過冷管，所述過冷管的另一端為冷凝液出口；所述換熱管以及過冷管上均設置有翅片；所述漏液阻汽裝置上設置有至少一個主孔和若干個輔助孔。

所述漏液阻汽裝置為一可鑲嵌入所述聯箱內的基板，所述基板上設置有至少一個當量直徑為2～5mm的主孔和若干個當量直徑小于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置有若干獨立的輔助孔。

在所述主孔和輔助孔中設置有多孔介質芯。

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